Державна податкова служба України

Національний університет державної податкової служби України

 

Методичні вказівки до виконання розрахункової роботи з дисципліни Цивільний захист

ЗМІСТ

Передмова	4
ЗАВДАННЯ 1 Оцінка надійності захисту персоналу об’єкту господарювання в надзвичайних ситуаціях	5
1.1. Короткі теоретичні відомості	5
1.2. Приклад оцінки надійності захисту персоналу об’єкту господарювання в надзвичайних ситуаціях	6
1.3. Вихідні дані для виконання завдання 1	8
ЗАВДАННЯ 2 Прогнозування масштабів і наслідків аварій на хімічно небезпечних об’єктах	9
2.1. Короткі теоретичні відомості	9
2.2. Приклад оцінки хімічної обстановки	13
2.3. Додатки до завдання 2	16
2.4. Вихідні дані для виконання завдання 2	20
ЗАВДАННЯ 3 Оцінка радіаційної обстановки при аварії на АЕС	22
3.1. Короткі теоретичні відомості	22
3.2. Приклад оцінки радіаційної обстановки після аварії на АЕС	23
3.3. Вихідні дані для виконання завдання 3	32
Список рекомендованої літератури	34

 

ПЕРЕДМОВА

Відповідно до робочої програми навчальної дисципліни «Цивільний захист», студенти виконують розрахункову роботу. В даних методичних вказівках викладені рекомендації та алгоритм виконання роботи за темами:

1. Оцінка захисту персоналу об’єкту господарювання в надзвичайних ситуаціях.

2. Оцінка хімічної обстановки після аварії на хімічно небезпечному об’єкті.

3. Оцінка радіаційної обстановки після аварії на атомній електростанції..

Виконання розрахункової роботи передбачає вивчення теоретичного матеріалу, проведення відповідних розрахунків, графічне оформлення і обґрунтування отриманих результатів та розробку висновків із оцінки обстановки, що склалася.

Робота виконується за варіантами вихідних даних (стор. 8, 20, і 32) та оформлюється в окремому зошиті або на аркушах формату А₄. Варіант для виконання розрахункової роботи студент визначає згідно з порядковим номером за списком академічної групи.

ЗАВДАННЯ 1. Оцінка захисту персоналу об’єкту господарювання в надзвичайних ситуаціях

1.1. Короткі теоретичні відомості

Укриття в захисних спорудах є одним з найбільш ефективних способів захисту людей в умовах надзвичайних ситуаціях. Захисні споруди, що знаходяться на об’єкті, можуть забезпечити надійний захист виробничого персоналу під час аварій та катастроф за наступних умов:

- загальна місткість захисних споруд дозволяє укрити всю працюючу зміну;

- системи життєзабезпечення захисних споруд дозволяють перебувати в них людям протягом встановленого часу;

- розташування захисних споруд відносно місць роботи людей дозволяє їм своєчасно укритись в цих спорудах.

1.1.1. Оцінка місткості захисних споруд.Захисні споруди будуються із врахуванням норм приміщень за площею та об’ємом. Тому оцінку сховища за місткістю за кожним з показників необхідно робити окремо.

Кількість місць за площею (М_п) визначають за формулою:

де S_укр - площа приміщення для тих, хто укривається, м²; S₁ - норма площі на одну особу, м² (S₁=0,5м² - якщо висота приміщення становить 2,15…2,9 м²; S₁=0,4м² - якщо висота приміщення становить понад 2,9 м².

Кількість місць за об’ємом (М_о) визначають за формулою:

де S_доп - сумарна площа допоміжних приміщень у зоні герметизації, м²; h - висота приміщень, м; V₁ - норма об’єму приміщення на одну особу (V₁=1,5м³).

Місткість сховища визначають за меншим значенням М_п та М_о.

1.1.2. Оцінка системи подачі повітря.Система забезпечення сховища повітрям працює, як правило, у двох режимах:

режим І - чиста вентиляція (зовнішнє повітря очищується від пилу, в тому числі і від радіоактивного, на сітчастих фільтрах, змащених веретенною олією);

режим ІІ - фільтровентиляція (повітря додатково пропускається через фільтри-поглиначі для очищення від хімічних отруйних речовин, бактеріальних засобів і радіоактивного пилу).

У сховищах, розташованих у пожежонебезпечних районах, у зонах катастрофічного затоплення, на радіаційно та хімічно небезпечних об’єктах, передбачається режим ІІІ - повна ізоляція або регенерація з подаванням кисню з балонів у сховище.

Реалізація зазначених режимів здійснюється за допомогою фільтровентиляційних комплектів (ФВК). Продуктивність одного фільтровентиляційного комплекту становить:

- в режимі І – 1200 м³/год.;

- в режимі І – 300 м³/год.

- в режимі І – один ФВК забезпечує повітрям 150 осіб.

Для режимів І та ІІ встановлені норми подачі повітря на одну особу, м³/год.:

- в режимі І – 10 м³/год.;

- в режимі І – 2 м³/год.

Кількість людей, які можуть бути забезпечені повітрям у режимі І (N_І) визначають за формулою:

де n - кількість ФВК у сховищі;  - продуктивність одного ФВК в режимі І, м³/год.; W₁ - норма повітря на одну людину в режимі І, м³/год.

Кількість людей, які можуть бути забезпечені повітрям у режимі ІІ (N_ІІ) визначають за формулою:

 

де n - кількість ФВК у сховищі;  - продуктивність одного ФВК в режимі ІІ, м³/год.; W_II - норма повітря на одну людину в режимі ІІ, м³/год.

В режимі ІІІ повітрям може бути забезпечено:

N_III = 150 * n

1.1.3. Оцінка достатності запасів питної води.У захисних спорудах передбачається здійснювати водозабезпечення від зовнішньої водопровідної мережі. На випадок виходу із ладу водопроводу в сховищах передбачається режим аварійного запасу питної води з розрахунку 3 л на одну людину на добу, а для санітарно-гігієнічних потреб – 4 л на одну людину на весь розрахунковий період перебування. Як правило, запас води створюється на 3 доби.

Достатність наявного аварійного запасу води (N_В) у сховищі визначають за формулою:

де В – сумарний аварійний запас води, л; В₁ – норма води на добу на одну особу (3 л/добу); Т_макс – максимальна запланована тривалість перебування людей у сховищі, діб.

1.2. Приклад оцінки захисту персоналу об’єкту господарювання в надзвичайних ситуаціях

Оцінити, чи забезпечується надійний захист персоналу в наявній захисній споруді під час можливих аварій. Вихідні дані для розрахунку:

1. Чисельність персоналу працюючої зміни – 420 осіб

2. Характеристика сховища:

а) площа приміщень для тих, хто укривається – 178 м²;

б) площа допоміжних приміщень – 46 м²;

в) висота приміщень – 3 м.

3. Кількість ФВК – 3 шт.

4. Аварійний запас води – 2650 л.

5. Максимальна запланована тривалість перебування людей у сховищі – 2 доби.

Розв’язання:

1.2.1. Оцінюємо місткість захисної споруди.Розраховуємо місткість сховища за площею (М_п):

Місткість сховища за об’ємом (М_о) визначаємо за формулою:

Місткість сховища визначаємо за меншим значенням М_п та М_о, відповідно в даному сховищі можуть укритись 445. Таким чином, сховище здатне укрити 420 осіб працюючої зміни.

1.2.2. Оцінюємо можливості системи забезпечення сховища повітрям.Відповідно до вихідних даних, система подачі повітря повинна забезпечити всі три режими роботи.

В режимі І повітрям можуть бути забезпечені:

В режимі ІІ повітрям можуть бути забезпечені:

В режимі ІІІ повітрям можуть бути забезпечені:

Таким чином, в режимі І, відповідно до норм, не забезпечено повітрям 60 осіб працюючої зміни (420-360).

1.2.3. Оцінюємо достатність аварійного запасу води.Визначаємо, скільки осіб може бути забезпечено наявним аварійним запасом води:

Таким чином, зазначеного аварійного запасу води достатньо для забезпечення персоналу працюючої зміни.

Результати розрахунків представляємо у вигляді наступної таблиці.

Чисельність персоналу працюючої зміни	Місткість сховища		Постачання повітрям			Аварійний запас води
	Мп, осіб	Мо, осіб	NІ, осіб	NІІ, осіб	NІІІ, осіб
420	445	448	360	450	450	441

Отже, сховище не забезпечує надійного захисту персоналу підприємства під час можливої аварії, оскільки під час роботи системи подачі повітря в режимі І не витримуються норми повітропостачання. Для підвищення надійності захисту потрібно додатково подавати повітря в режимі І в об’ємі 600 м³/год. (60 чол. · 10 м³/год.) шляхом встановлення одного додаткового фільтровентиляційного комплекту.

1.3. Вихідні дані для виконання завдання 1

№ варіанта	Кількість персоналу зміни, осіб	Площа приміщень для укриття, м2		Висота приміщень h, м	Кількість ФВК n, шт.	Аварійний запас води В, л	Максимальна тривалість укриття Тмакс, діб
		основних	допоміжних
1	310	120	10	2,5	2	1200	2
2	240	100	30	2,2	2	2100	2
3	200	120	27	3,0	2	2800	3
4	400	152	53	2,2	3	1800	2
5	380	160	35	2,5	3	2800	3
6	250	155	46	2,3	2	1600	2
7	220	122	22	3,0	3	2700	3
8	470	230	34	2,4	4	2700	2
9	550	240	57	2,7	5	4850	3
10	590	310	40	3,1	5	4850	2
11	520	227	35	2,6	6	3200	3
12	450	154	55	2,5	4	3100	2
13	205	76	44	2,3	2	2800	3
14	170	77	10	2,4	2	1800	2
15	210	132	15	2,2	2	2800	3
16	365	154	25	3,0	3	1600	2
17	290	95	33	2,6	3	2700	3
18	465	182	25	2,2	4	3700	2
19	415	160	29	3,1	4	4850	3
20	165	75	18	2,2	1	2850	2
21	540	225	54	2,5	5	4200	3
22	570	243	65	2,6	4	4100	2
23	610	220	44	3,1	4	5800	3
24	200	95	20	2,3	2	1800	2
25	300	110	28	3,1	3	2800	3
26	340	120	20	2,2	3	1600	2
27	150	65	16	3,0	1	2700	3
28	400	270	22	2,6	3	2700	2
29	390	130	18	2,2	3	4850	3
30	210	90	20	3,1	2	2850	2

 

ЗАВДАННЯ 2. Прогнозування масштабів і наслідків аварій на хімічно небезпечних об’єктах

2.1. Короткі теоретичні відомості

Хімічна обстановка при аваріях на хімічно-небезпечних об’єктах – це ступінь хімічного забруднення атмосфери і місцевості небезпечними хімічними речовинами, які впливають на діяльність об’єктів господарської діяльності, життєдіяльність населення і проведення аварійно-рятувальних та відновлюваних робіт.

Небезпека ураження населення, робітників і службовців СДОР вимагає швидкого виявлення небезпечних речовин, оцінки хімічної обстановки й обліку її впливу на організацію рятувальних та інших невідкладних робіт, а також на виробничу діяльність в умовах зараження.

Прогнозування масштабів зон зараження небезпечними хімічними речовинами (НХР) при аваріях на технологічному обладнанні та ємностях при транспортуванні, а також у випадку руйнування хімічно небезпечних об’єктів проводиться за допомогою “Методики прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об’єктах і транспорті”, затвердженої наказом МНС № 73/82/64/122 від 27.03.2001р.

Методика застосовується для НХР, що перебувають у рідкому або газоподібному стані та при потраплянні в атмосферу переходять у газоподібний стан і утворюють хмару зараженого повітря. Розрахунки передбачається проводити для приземного шару повітря до висоти 10м над поверхнею землі. Методика може бути використана для довгострокового і оперативного прогнозування при аваріях на ХНО і транспорті.

Довгострокове прогнозування здійснюється заздалегідь для визначення можливих масштабів зараження, сил і засобів, які залучатимуться для ліквідації наслідків аварії, складення планів роботи та інших довгострокових (довідкових і прогнозних) документів і матеріалів.

Оперативне (аварійне) прогнозування здійснюється під час виникнення аварії за даними розвідки для визначення можливих наслідків аварії і порядку дій в зоні можливого зараження. Таке прогнозування здійснюється на термін не більше ніж 4 години, після чого розрахунки уточнюються.

Прогнозування і оцінка хімічної обстановки має на меті визначення наступних параметрів:

• напрямку осі сліду хмари викиду хімічних речовин внаслідок аварії або руйнування технологічного обладнання чи ємностей для зберігання СДОР за метеорологічними даними;

• розмірів зон забруднення місцевості за очікуваними значеннями доз ураження;

• прогнозування глибини зони ураження СДОР;

• визначення площі ураження СДОР;

• визначення часу підходу зараженого повітря до об’єкту і тривалості дії ураження СДОР;

• встановлення можливих хімічних уражень людей, що знаходяться в осередку ураження;

• порядок нанесення зон ураження на карти і схеми.

Вихідними даними для прогнозування і оцінки хімічної обстановки є:

- координати місця розташування ХНО;

- загальна кількість СДОР на об’єкті і дані про їх розміщення і запаси в ємностях, трубопроводах та технологічному обладнанні;

- кількість СДОР, викинутих в атмосферу і характер розливу на підстилку поверхні («вільно», «в піддон» або «в обвалування»);

- висота піддона або обвалування складських ємностей;

- метеорологічні умови (температура повітря, швидкість вітру на висоті 10м (на висоту флюгеру), ступінь вертикальної стійкості повітря).

Зовнішні межі зони зараження розраховують відносно вражаючої токсичної дози при інгаляційній дії на організм людини. Вражаюча токсодоза – це найменша кількість СДОР в одиниці об’єму зараженого повітря, яка може спричинити відчутний негативний фізіологічний ефект за певний час.

2.1.1. Визначення еквівалентної кількості СДОР () у первинній хмарі. Під час аварії на ХНО або в разі його руйнування частина СДОР, що знаходилась у місткостях під тиском, унаслідок викиду в атмосферу миттєво переходить у довкілля, утворюючи первинну хмару зараженого повітря. Еквівалентна кількість речовини у первинній хмарі:

Q_e1 = K₁K₃K₅K₇Q₀,

де K₁ - коефіцієнт, що залежить від умов зберігання СДОР (для стиснутих газів K₁=1 (додаток 2.3)); K₃ - коефіцієнт, що дорівнює відношенню значення вражаючої токсодози хлору до значення вражаючої токсодози іншої СДОР (додаток 3); K₅ - коефіцієнт, що враховує ступінь вертикальної стійкості атмосфери (для інверсії – 1; ізотермії – 0,23; конвекції – 0,08); K₇ - коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря (додаток 2.3); Q - початкова маса викинутої (розлитої) СДОР, т.

При аваріях на сховищах стиснутого газу:

Q₀ = d * W_x,

де d - густина СДОР, т/м³; W_x - об’єм місткості, м³.

При аваріях на газопроводі:

де n - частка СДОР у природному газі, %; d - густина СДОР, т/м³; W_r - об’єм секції газопроводу між автоматичними відсічками, м³.

Визначаючи Q_e1 для стиснутих газів, що не увійшли до додатків, приймають значення K₇=1, а , де Cp - питома теплоємність рідкої СДОР, кДж/кг * град; ∆O - різниця температури рідкої СДОР до і після руйнування ємності, °С; ∆H - питома теплота випаровування рідкої СДОР при температурі випаровування, кДж/кг.

2.1.2. Визначення тривалості дії фактора зараження. Визначення проводиться за формулою:

де d - густина СДОР, т/м³; h - товщина шару розлитої СДОР, м; K₂, K₄, K₇ - коефіцієнти з попередніх розрахунків.

2.1.3. Визначення еквівалентної кількості СДОР (Q_e2) у вторинній хмарі. Частина СДОР, що залишається не викинутою в атмосферу, поширюючись по підстилаючій поверхні, поступово випаровується. Еквівалентна кількість речовини у вторинній хмарі:

де K₂ - коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР (додаток 2.3); K₄ - коефіцієнт, що враховує швидкість вітру у приземному шарі (додаток 2.4); d - густина СДОР, т/м³; h - товщина шару розлитої СДОР, м (товщину шару рідини для СДОР, що вільно розлилася, беруть 0,05 м (5 см) на всій площі розливу, а для СДОР, що розлита в піддон (обвалування), визначають співвідношенням h = H – 0,2, де Н – висота піддону, м); K₆ - коефіцієнт, що залежить від часу, що пройшов після аварії N і тривалості випаровування речовини Т.

Коефіцієнт K₆ визначають після розрахунків тривалості випаровування речовини Т. При  значення K₆ = N^0,8, при N<T - K₆ = T^0,8, при T<1год K₆=1.

Для речовин, що не включені до додатку, значення K₇=1, а , де М – молекулярна маса речовини; Р – тиск насиченої пари речовини при заданій температурі повітря, мм. рт. ст.

2.1.4. Визначення глибини зони зараження при аварії на ХНО. Максимальне значення глибини зони зараження первинною (Г₁) чи вторинною (Г₂) хмарами СДОР за додатком 2.2. Повна глибина зони зараження (Г, км) визначається наступним чином:

Г = Г’ + 0,5 Г”,

де Г^’ - більший, а Г” - менший із розмірів Г₁ і Г₂.

Одержаний результат порівнюють з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_n на даний час, що визначається за формулою:

Г_n = t * V,

де t - час від початку аварії, год; V - швидкість перенесення переднього фронту хмари зараженого повітря при заданій швидкості вітру та ступеня вертикальної стійкості атмосфери, км/год (додаток 2.5).

Остаточно розрахунковою глибиною зони зараження слід вважати менше із двох порівнюваних між собою значень.

2.1.5. Визначення площі зони можливого зараження СДОР. Зона можливого хімічного зараження СДОР – це площа кола або його частини з радіусом, що дорівнює глибині поширення хмари повітря з вражаючою концентрацією СДОР:

де S_сдор - площа зони зараження СДОР, км²; Г – повна глибина зараження, км; n - коефіцієнт, що залежить від швидкості вітру (табл. 2.1).

Таблиця 2.1 – Залежність коефіцієнта п від швидкості вітру

Швидкість вітру, м/с	до 1	1	від 1 до 2	понад 2
Значення коефіцієнта п	1	2	4	8

Бісектриса сектора збігається з віссю хмари і орієнтована на напрямок вітру, точка 0 відповідає розміщенню джерела зараження.

2.1.6. Визначення часу підходу зараженого СДОР повітря до об’єкта. Час підходу хмари зараженого повітря визначається за формулою:

де x – відстань від джерела зараження до об’єкта, км; V - швидкість перенесення переднього фронту хмари зараженого повітря, км/год., визначається за допомогою додатку 2.5.

2.1.7. Визначення можливих втрат людей. Можливі втрати робітників, службовців і населення від СДОР, а також структура втрат визначаються за таблицею додатку 2.6 і залежать від умов перебування людей на зараженій місцевості та ступеня забезпеченості їх протигазами.

2.1.8. Порядок нанесення зони зараження на карту (схему). Зона можливого зараження хмарою СДОР на карту (схему) наноситься у вигляді кола (півкола, сектора) з радіусом, що дорівнює глибині зони зараження (Г), а кутовий розмір залежить від швидкості приземного вітру (табл. 2.2).

Таблиця 2.2 – Зона хімічного зараження залежно від швидкості вітру

 

1. Якщо за прогнозом швидкість вітру менша за 1 м/с, то зона зараження має вигляд кола, у центрі якого розміщене джерело зараження, а радіус дорівнює глибині зараження.

2. Якщо швидкість вітру за прогнозом дорівнює 1 м/с, то зона має вигляд півкола, бісектриса кута 180º збігається з віссю забрудненої хмари і орієнтована в напрямку вітру.

3. Якщо швидкість вітру за прогнозом від 1 до 2 м/с, то зона має вигляд однієї четвертої кола.

4. Якщо швидкість вітру за прогнозом понад 2 м/с, то зона має вигляд однієї восьмої частини кола.

2.2. Приклад оцінки хімічної обстановки

В 14⁰⁰ на хімічно небезпечному об’єкті внаслідок аварії зруйновано ємність, в якій містилось 20 т хлору. Ємність не обвалована. На відстані 7 км від ХНО по азимуту 120º знаходиться підприємство харчової промисловості. На підприємстві працює 90 осіб, забезпеченість протигазами – 80%. Час від початку аварії – 1 год.

Метеорологічні умови: суцільна хмарність, швидкість вітру 2 м/с, напрямок вітру (азимут) 315º, температура повітря +20ºС.

Визначити:

- тривалість дії фактора зараження;

- повну глибину та площу зони хімічного зараження;

- час підходу хмари зараженого повітря до об’єкта харчової промисловості;

- можливі втрати виробничого персоналу.

Нанести на схему зону хімічного зараження.

1. За додатком 2.1 знаходимо ступінь вертикальної стійкості атмосфери. Вдень за суцільної хмарності та швидкості вітру 2 м/с – це буде ізотермія.

2. Визначаємо еквівалентну кількість хлору (Q_e1) у первинній хмарі:

3. Визначаємо час випаровування хлору з поверхні при вільному розливі:

4. Визначаємо еквіваленту кількість хлору у вторинній хмарі (Q_e2). Оскільки N<T, то :

 

5. Маючи величину Q_e1 = 0,8m, за додатком 2.2 знаходимо глибину зони зараження первинною хмарою. Оскільки для маси 0,8 т даних немає, то значення Г₁ знаходимо інтерполяцією:

6. Маючи величину Q_e2 = 14,3m за додатком 2.2 знаходимо глибину зони зараження вторинною хмарою. Оскільки для маси 14,3 т даних також немає, то для знаходження Г₂ знову використовуємо інтерполяцію:

7. Знаходимо повну глибину зони зараження:

Одержаний результат порівнюємо з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_n на даний час, яке визначаємо за формулою: Г_n = t * V = 1,0 * 12 = 12 км. Остаточно розрахунковою глибиною зони зараження слід вважати менше із двох порівнюваних між собою значень, тобто в даному випадку – це 12 км.

8. Визначаємо площу зони хімічного зараження:

9. Визначаємо час підходу зараженого повітря від ХНО до об’єкта харчової промисловості:

10. З додатку 2.6 знаходимо, що при забезпеченості протигазами 90% на відкритій місцевості втрати персоналу становитимуть 18%, тобто:

із них смертельних уражень зазнають 14 * 0,35 = 5 осіб, уражень середнього і важкого ступеня – 14 * 0,4 = 6 осіб, уражень легкого ступеня – 14 * 0,25 = 3 особи (див. примітку до додатку 2.6).

11. Наносимо на схему зону зараження (рис. 2.1).

Рис. 2.1 - Зона хімічного зараження за прогнозом

Таким чином, за результатами розрахунків маємо:

1) повна глибина зони зараження становить до 12 км;

2) площа зони зараження – 113 км²;

3) хмара з вражаючою концентрацією СДОР підійде до підприємства харчової промисловості приблизно за 35 хв;

4) тривалість вражаючої дії хлору в зоні зараження – до 70 хв.  

2.3. Додатки до завдання 2

2.1. Визначення ступеня вертикальної стійкості атмосфери за даними прогнозу погоди

Швидкість вітру, м/с	Ніч		Ранок		День		Вечір
	ясно, змінна хмарність	суцільна хмарність	ясно, змінна хмарність	суцільна хмарність	ясно, змінна хмарність	суцільна хмарність	ясно, змінна хмарність	суцільна хмарність
< 2	Ін	Із	Із (Ін)	Із	К (Із)	Із	Ін	Із
2-3,9	Ін	Із	Із (Ін)	Із	Із	Із	Із (Ін)	Із
> 4	Із	Із	Із	Із	Із	Із	Із	Із

Примітка.

Інверсія – (нижні шари повітря холодніші за верхні) виникає при ясній погоді, малих швидкостях вітру (до 4 м/с). Перешкоджає розсіюванню повітря по висоті і створює сприятливі умови для зберігання високих концентрацій СДОР.

Ізотермія – (температура повітря в межах 20-30 м від земної поверхні майже однакова) зазвичай спостерігається в хмарну погоду і при сніговому покрові. Ізотермія сприяє тривалому застою парів СДОР на місцевості.

Конвекція – (нижній шар повітря нагрітий сильніше за верхній і відбувається переміщення його по вертикалі) виникає при ясній погоді, малих (до 4 м/с) швидкостях вітру. Конвекція розсіює хмару, заражену СДОР, знижує її уражаючу дію.

2.2. Глибина зон можливого зараження СДОР, км

Швидкість вітру, м/с	Еквівалентна кількість СДОР, т
	0,01	0,05	0,1	0,5	1	3	5	10	20	30	50	70	100	300	500	700	1000	2000
≤ 1	0,38	0,85	1,25	3,16	4,75	9,18	12,53	19,20	29,56	38,13	52,67	65,23	81,91	166	231	288	363	572
1.5	0,32	0,72	1,04	2,59	3,80	7,26	9,86	15,02	23,00	29,58	40,70	50,29	63,00	126,90	176	219	476	434
2	0,26	0,59	0,84	1,92	2,84	5,35	7,20	10,83	16,44	21,02	28,73	35,35	44,09	87,79	121	150	189	295
2,5	0,24	0,54	0,76	1,72	2,50	4,67	6,27	9,40	14,19	18,10	24,66	30,28	37,70	74,63	102,75	127	160	298
3	0,22	0,48	0,68	1,53	2,17	3,99	5,34	7,96	11,94	15,18	20,59	25,21	31,30	61,47	84,50	104	130	202
3,5	0,20	0,45	0,64	1,43	2,02	3,64	4,85	7,21	10,78	13,68	18,51	22,63	28,05	54,82	75,21	92,58	116	180
4	0,19	0,42	0,59	1,33	1,88	3,28	4,36	6,46	9,62	12,18	16,43	20,05	24,80	48,18	65,92	81,17	101	157
4,5	0,18	0,40	0,56	1,26	1,78	3,04	4,06	6,00	8,90	11,26	15,16	18,47	22,81	44,14	60,30	74,16	92,30	143
5	0,17	0,38	0,53	1,19	1,68	2,91	3,75	5,53	8,19	10,33	13,88	16,89	20,82	40,11	54,67	67,15	83,60	129
6	0,15	0,34	0,48	1,09	1,53	2,66	3,43	4,48	7,20	9,06	12,14	14,79	18,13	34,67	47,09	56,72	71,70	110
7	0,14	0,32	0,45	1,00	1,42	2,46	3,17	4,49	6,48	8,14	10,87	13,17	16,17	30,73	41,63	50,93	63,16	96,30
8	0,13	0,30	0,42	0,94	1,33	2,30	2,97	4,20	5,92	7,42	9,90	11,98	14,68	27,75	37,49	45,79	56,70	86,20
9	0,12	0,28	0,40	0,88	1,25	2,17	2,80	3,96	5,60	6,86	9,12	11,03	13,50	25,39	34,24	41,76	51,60	78,30
10	0,12	0,26	0,38	0,84	1,19	2,06	2,66	3,76	5,31	6,50	8,50	10,23	12,54	23,49	31,61	38,50	47,53	71,90
11	0,11	0,25	0,36	0,80	1,13	1,96	2,53	3,58	5,06	6,20	8,01	9,61	11,74	21,91	29,44	35,81	44,15	66,62
12	0,11	0,24	0,34	0,76	1,08	1,88	2,42	3,43	4,85	5,94	7,67	9,07	11,06	20,58	27,61	35,55	41,30	62,20
13	0,10	0,23	0,33	0,74	1,04	1,80	2,37	3,29	4,66	5,70	7,37	8,72	10,48	19,45	26,04	31,62	38,90	58,44
14	0,10	0,22	0,32	0,71	1,00	1,74	2,24	3,17	4,49	5,50	7,10	8,40	10,04	18,46	24,69	29,95	36,81	55,20
≥15	0,10	0,22	0,31	0,69	0,97	1,68	2,17	3,07	4,34	5,31	6,86	8,11	9,70	17,60	23,50	28,48	34,98	52,37

Примітка. Для визначення показників необхідних величин, яких немає в таблиці, необхідно провести інтерполяцію між двома ближніми величинами.

2.3. Характеристика СДОР і допоміжні коефіцієнти для визначення глибини зараження

Назва СДОР		Густина, т/м3		Температура кипіння, ºС	Поріг токсодози, мг хв./л	Значення коефіцієнтів
		газ	рідина			К1	К2	К3	К7 для температури повітря, ºС
									-40	-20	0	+20	+40
Аміак	зберігання під тиском	0,0008	0,681	- 33,42	15	0,18	0,025	0,04	0/0,9	0,3/1	0,6/1	1/1	1,4/1
	ізотермічне зберігання	-	0,681	- 33,42	15	0,01	0,025	0,04	0/0,9	1/1	1/1	1/1	1/1
Водень хлористий		0,0016	1,191	-85,10	2	0,28	0,037	0,30	0,4/1	0,6/1	0,8/1	1/1	1,2/1
Сірчаний ангідрид		0,0029	1,462	-10,1	1,8	0,11	0,049	0,333	0/0,2	0/0,5	0,3/1	1/1	1,7/1
Сірководень		0,0015	0,964	-60,35	16,1	0,27	0,042	0,036	0,3/1	0,5/1	0,8/1	1/1	1,2/1
Соляна кислота (конц.)		-	1,198	-	2	0	0,021	0,30	0	0,1	0,3	1	1,6
Формальдегід		-	0,815	-19,0	0,6	0,19	0,034	1,0	0/0,4	0/1	0,5/1	1/1	1,5/1
Фосген		0,0035	1,432	8,2	0,6	0,05	0,061	1,0	0/0,1	0/0,3	0/0,7	1/1	2,7/1
Фтор		0,0017	1,512	-188,2	0,2*	0,95	0,038	3,0	0,7/1	0,8/1	0,9/1	1/1	1,1/1
Хлор		0,0032	1,553	-34,1	0,6	0,18	0,052	1,0	0/0,9	0,3/1	0,6/1	1/1	1,4/1

Примітки:

1. Густина газоподібних СДОР наведена для атмосферного тиску; при тиску в ємності, що відрізняється від атмосферного, густина визначається шляхом множення даних графи для газу на значення тиску в т.сфера (1атм. Дорівнює 760 мм рт. ст.).

2. Значення К₁ для ізотермічного зберігання аміаку наведено для випадку виливу (викиду) в піддон.

3. Значення К₇ наведені для використання при розрахунках: в чисельнику – для первинної хмари; в знаменнику – для вторинної хмари.

2.4. Значення коефіцієнта К₄ в залежності від швидкості вітру

Швидкість вітру, м/сек	1	1,5	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15
Значення К4	1	1,18	1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,68

2.5. Залежність швидкості перенесення переднього фронту хмари зараженого повітря від швидкості вітру (км/год)

Стан атмосфери	Швидкість вітру, м/с
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Інверсія	5	10	16	21	-	-	-	-	-	-
Ізотермія	6	12	18	24	29	35	41	47	53	59
Конвекція	7	14	21	28	-	-	-	-	-	-

2.6. Можливі втрати виробничого персоналу і населення від СДОР в осередку ураження, %

Умови перебування людей	Без протигазів	Забезпеченість людей протигазами, %
		20	30	40	50	60	70	80	90	100
Відкрита місцевість	90-100	75	65	58	50	40	35	25	18	10
У приміщеннях, найпростіших укриттях	50	40	35	30	27	22	18	14	9	4

Примітка. Орієнтовна структура втрат, %: легкого ступеня – 25; середнього та важкого (необхідна госпіталізація) – 40; смертельні ураження – 35.

2.4. Вихідні дані для виконання завдання 2

Примітка. Під час розрахунків всі речовини використовувати у вигляді рідини. 

ЗАВДАННЯ 3. Оцінка радіаційної обстановки при аварії на АЕС

3.1. Короткі теоретичні відомості

Основними завданнями оцінки радіаційної обстановки при аварії на АЕС є:

- визначення зон радіаційного забруднення та нанесення їх на карту (схему);

- визначення часу початку випадання радіаційних опадів на території об’єкта;

- визначення доз опромінення, що може одержати людина на зараженій території;

- визначення тривалості перебування людей на забрудненій території;

- визначення можливих санітарних втрат при радіаційній аварії.

Вихідними даними для проведення оцінки обстановки є: тип і потужність ядерного реактора; кількість аварійних ядерних реакторів; частка викинутих радіоактивних речовин; координати радіаційно-небезпечного об’єкта, на якому сталася аварія; астрономічний час аварії; метеорологічні умови: швидкість і напрямок вітру на висоті 10м, категорія стійкості атмосфери; відстань до аварійного реактора; час початку роботи працівників об’єкта; коефіцієнт послаблення потужності дози випромінювання.

Для наочності й оперативності використання даних радіаційної обстановки при розв’язанні завдань передбачається відображення на картах (схемах) фактичних або прогнозованих зон радіоактивного забруднення місцевості.

При виявленні та оцінці радіаційної обстановки для визначення ступені радіоактивного зараження та його впливу на населення і територію виділяються п’ять зон радіоактивного забруднення: зона М – радіаційної небезпеки; зона А – помірного забруднення; зона Б – сильного забруднення; зона В – небезпечного забруднення; зона Г – надзвичайно небезпечного забруднення.

Прогнозовані зони забруднення наносяться на карти-схеми у вигляді правильних еліпсів, вид яких показано на рис. 3.1.

Рис. 3.1 - Схема нанесення прогнозованих зон радіоактивного забруднення після аварії на АЕС

Характеристика зон радіоактивного забруднення місцевості при аваріях на АЕС приведена у таблиці 2.1.

Під час ліквідації наслідків аварії незалежно від зони забруднення необхідно дотримуватись основних заходів радіаційного і дозиметричного контролю, захисту органів дихання, профілактичного прийому йодистих препаратів, санітарної обробки особового складу, дезактивації одягу і техніки.

У зоні М радіоактивної небезпеки необхідно скотарити перебування людей, які не залучаються для ліквідації наслідків радіаційної аварії.

У зоні А помірного радіоактивного забруднення, виходячи з умов обстановки, треба намагатися скорочувати час перебування людей на відкритій місцевості, застосовувати захист органів дихання.

У зоні Б сильного радіоактивного забруднення люди повинні бути в захисних спорудах.

У зоні В небезпечного радіоактивного забруднення перебування людей можливе тільки в дуже захищеній техніці протягом кількох годин.

У зоні Г надзвичайно небезпечного забруднення навіть короткочасне перебування людей недопустиме.

Таблиця 2.1 – Характеристика зон радіоактивного забруднення місцевості при аваріях на АЕС

Рішення практичних завдань по вирішенню і оцінці радіаційної обстановки при аваріях на АЕС здійснюються з використанням таблиць «Методики выявления и оценки радиационной обстановки при разрушениях (авариях) атомных электростанций», 1989 р.

3.2. Приклад оцінки радіаційної обстановки після аварії на АЕС

Внаслідок аварії на АЕС стався викид в атмосферу радіоактивних речовин реакторного походження.

Вихідні дані:

Час початку аварії	10год 30хв
Час початку роботи (входження в зону зараження)	14год 30хв
Час доби	день
Хмарність	середня
Швидкість вітру на висоті 10м (V10), м/с	5
Напрямок середнього вітру (азимут), °	30
Виміряний рівень радіації на початку роботи , рад/год	5
Час виконання робіт на зараженій території Т, год.	6
Установлена доза радіації Dзад, рад	10
Тип реактора	ВВЕР-1000
Частка викинутих в атмосферу радіоактивних речовин (РР), %	3
Коефіцієнт ослаблення дози опромінювання Косл.	1

Зведена команда протирадіаційного і хімічного захисту (ЗвКПР і ПХЗ) повинна провести рятувальні та інші невідкладні роботи (РіНР) на відкритій території в зонах зараження.

Визначити:

- розміри зон радіоактивного забруднення місцевості та зобразити їх графічно.

- дозу радіації, яку може отримати особовий склад ЗвКПР і ПХЗ, що буде працювати в зонах радіоактивного забруднення.

- потужність дози (рівень радіації) на заданий час.

- допустимий час перебування ЗвКПР і ПХЗ у зонах радіоактивного забруднення.

- допустимий час початку роботи ЗвКПР і ПХЗ у зонах радіоактивного забруднення.

- визначити відвернуту дозу радіації за час, який пройшов після аварії.

Зробити висновки, а саме написати які невідкладні контрзаходи залежно від найнижчих меж та рівня безумовної виправданості.

Розв’язання:

1. За табл. 3.3 визначаємо категорію вертикальної стійкості атмосфери на момент аварії АЕС за метеорологічними умовами і швидкістю вітру V₁₀=5м/с. Це буде ізотермія.

1.1. За табл. 3.4 визначаємо середню швидкість вітру (V_сер). Вона буде 5м/с.

1.2. За табл. 3.5-3.9 у залежності від категорії стійкості атмосфери, середньої швидкості вітру, відсотка виходу активності і типу аварійного реактора визначаємо розміри прогнозованих зон забруднення місцевості.

1.3. На схемі позначаємо місце розміщення аварійного реактора. За азимутом 30° проводимо вісь прогнозованого сліду радіоактивної хмари. Азимут вітру – це кут у горизонтальній площині між напрямком на північ та напрямком, звідки віє вітер, відрахований у напрямку руху годинникової стрілки. В нашому випадку – північно-східний.

За даними табл. 3.6 (оскільки нами попередньо визначена категорія стійкості атмосфери – ізотермія, а також V_сер=5 м/с) для заданого типу реактора ВВЕР-1000 і частки викинутих радіоактивних речовин (РР) - 3% визначаємо розміри прогнозованих зон забруднення: Зона М – довжина L_М = 74,5км, ширина Ш_М =3,70 км, площа S_М=216 км²; Зона А - довжина L_А = 9,9км, ширина Ш_А = 0,29 км, площа S_М = 2,27 км². З урахуванням азимуту вітру наносимо знак АЕС і виконуємо пояснювальний надпис синім кольором.

З урахуванням масштабу відкладаємо на осі сліду довжини зон М і А. На відстані ½ довжини зони М і А відкладаємо ширину зон М і А, які можуть сформуватися через годину після аварії (рис. 3.2). Колір зовнішніх зон повинен бути: М - червоний; А – синій; Б – зелений; В- коричневий; Г – чорний, як позначено на рис. 3.2.

Рис. 3.2 - Схема зображення зон радіоактивного забруднення місцевості

2. Визначаємо час, що сплинув після аварії до кінця роботи:

t_k = t_n + T = 4+6 = 10 год

де t_п – час, що минув від моменту аварії до моменту, коли були розпочаті роботи (t_п = 14.30 - 10.30 = 4год); Т-час виконання роботи на забрудненій території.

2.1. Визначаємо рівень радіації на одну годину після аварії,

де  - виміряний рівень радіації на початку роботи; K_tn = t_n^-0.4 - коефіцієнт (знаходимо з таблиці 3.10 в залежності від часу).

2.2. Знаходимо рівень радіації після закінчення роботи (через 10 годин після аварії):

D_k = D₁ * K_tn = D₁ * K₁₀ = 8,7 * 0,4 = 3,5 рад/год

де K_tn = t_n^-0.4 – беремо з табл. 3.10.

3. Визначаємо дозу радіації, яку може отримати особовий склад ЗвКПР і ПХЗ за шість годин роботи в зонах забруднення:

4. Визначаємо допустимий час роботи ЗвКПР і ПХЗ на забрудненій радіоактивними речовинами місцевості

де - виміряний рівень радіації на певний час; K_tn = t_n^-0.4 - коефіцієнт, який відповідає часу (беремо з таблиці 3.10); К_осл – коефіцієнт ослаблення, приймаємо рівним 1; D_зад – заданий рівень радіації (з умови задачі).

4.1. За таблицею 3.11 знаходимо допустимий час роботи на забрудненій території – t_доп = 2,05 год.

5. Використовуючи розрахований коефіцієнт α і час виконання робіт на забрудненій території (T = 6 год.) за табл. 3.11 знаходимо допустимий час початку роботи ЗвКПР і ПХЗ – t_n.p. = 2,25 год.

6. Знаходимо відвернуту дозу радіації за перші два тижні після аварії за формулою:

де ;

K_t360 = 0,09 (з табл. 2.10)

1Р= 1рад=1бер; 1Зв=100бер.

Використовуючи дані табл. 3.12, визначаємо невідкладні контрзаходи. Оскільки D_від = 45600Зв, то необхідно провести укриття, йодну профілактику та обмежити перебування дітей і дорослих на відкритому повітрі.

Таблиця 3.3 – Категорія стійкості атмосфери

Примітка: А - сильно нестійка (конвекція); Д – нейтральна (ізотермія); F - дуже стійка (інверсія)

Таблиця 2.4 – Середня швидкість (V₁₀) вітру в шарі від поверхні землі до висоти переміщення центру хмари, м/с

Таблиця 2.5 – Розміри прогнозування зон забруднення місцевості на сліду хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери А (конвекція), середня швидкість вітру V₁₀ = 2 м/с)

Таблиця 2.6 – Розміри прогнозування зон забруднення місцевості на сліду хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери Д (ізотермія), середня швидкість вітру V₁₀=5 м/с)

Таблиця 2.7 – Розміри прогнозування зон забруднення місцевості на сліду хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери F(інверсія), середня швидкість вітру V₁₀=5 м/с)

Таблиця 2.8 – Розміри прогнозування зон забруднення місцевості на сліду хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери F (інверсія), середня швидкість вітру V₁₀=10 м/с)

Таблиця 2.9 – Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери Д (ізотермія), середня швидкість вітру V₁₀ = 10 м/с)

 

Таблиця 2.10 – Коефіцієнти К_t = t ^-0,4 для перерахунку рівнів радіації на різний час після аварії (руйнування) АЕС

Таблиця 2.11 – Допустима тривалість перебування людей на радіоактивно забрудненій місцевості при аварії (руйнуванні) АЕС, год, хв

Таблиця 2.12 – Найнижчі межі виправданості та рівня безумовної виправданості для невідкладних контрольних заходів (НРБУ-97)

Контрзаходи	Відвернута доза за перші два тижні після аварії
	Межі виправданості			Рівні безумовної виправданості
	МЗВ*	МГР**		МЗВ	МГР
	на все тіло	На щитовидну залозу	на шкіру	на все тіло	на щитовидну залозу	на шкіру
1	2	3	4	5	6	7
Укриття, евакуація, йодна профілактика:	5 20	50 300	100 500	50 500	300 1000	500 3000
діти дорослі Обмеження перебування на відкритому повітрі: діти дорослі	1 2	50 200           20 200			200 500           100 200	300 1000

*МВЗ – мілізіверт.

**МГР – мілігрей.

Втручання виправдане - таке втручання, за якого користь для здоров'я від відвернутої ним дози більше загального збитку, завданого введенням усього втручання.

Втручання безумовно виправдане - таке втручання, за якого значення відвернутих доз настільки велике, що користь для здоров'я від даного втручання явно перевищує той сумарний збиток, яким ця акція супроводжується.

Висновки і пропозиції. Отже особовий склад ЗвКПР і ПХЗ може виконувати РіНР у зоні надзвичайно небезпечного зараження. За шість годин робота ЗвКПР і ПХЗ може отримати дозу опромінення 25,5 рад, що перевищує D_зад=10рад. Щоб не отримати дозу опромінення більше 10 рад, необхідно скоротити час роботи в зоні зараження до t_доп = 2,05 год або виконувати роботу з використанням спеціального транспорту (К_осл = 20-30).

Роботу можна розпочинати через 2,25 год. після аварії.