Оценка радиационной обстановки при аварии на радиационно опасных объектах

Оценка радиационной обстановки

   Для достижения успешных действий формирований ГОЧС объекта экономики (ОЭ) и организации защиты населения, территорий очень важно своевременно обнаружить радиоактивное заражение (РЗ) или химическое заражение местности, определить их масштабы и характер, правильно оценить степень их опасности для людей и объекта. Это достигается умелым и непрерывным ведением радиационной и химической разведки. На основании данных разведки производится оценка радиационной (РО) или химической обстановки (ХО). Это важный элемент работы руководителя формирования ОЭ при проведении мероприятий противорадиационной (ПР) и противохимической защиты (ПХЗ). Выводы из оценки РО или ХО используются при организации и проведении АС и ДНР в зоне ЧС.
   Ниже рассматриваются методики оценки радиационной обстановки, проводимые на объектах экономики в целях защиты персонала, населения и ликвидации последствий ЧС.
1.1. Прогнозирование и оценка радиационной обстановки при авариях, катастрофах на радиационно опасных объектах (РОО) и при ядерном взрыве (ЯВ)
   Оценку радиационной обстановки на объектах экономики проводят для определения масштаба РЗ и характера радиационного поражения людей, принятия на основе анализа и выводов решения на проведение АС и ДНР в зоне радиоактивного заражения.
   Радиационная обстановка - ситуация, сложившаяся в результате РЗ местности, оказывающая влияние на деятельность ОЭ , сил ГОЧС и населения.
   РО характеризуется масштабом заражения (размерами зон - их длина и ширина) и степенью РЗ местности (уровнями радиации), являющимися основными показателями опасности РЗ для людей.
   Целью оценки РО является определение возможного влияния РО на рабо-тоспособность рабочих, служащих и личного состава формирования ГОЧС, населения, позволяющие своевременно принять меры защиты людей и обосновать решения по организации производственной деятельности ОЭ и проведению АС и ДНР в условиях РЗ местности.
   Оценка РО включает: определение масштабов и степени РЗ местности; анализ их влияния на деятельность ОЭ, сил ГОЧС и населения; выбор наиболее целесообразных вариантов действий, при которых исключается радиационное поражение людей.
   Радиационная обстановка может быть выявлена и оценена методами прогнозирования и по данным разведки. Выявление РО осуществляется: постами радиационного наблюдения и разведгруппами, звеньями разведки формирования ГОЧС объекта. Они устанавливают время начала РЗ, измеряют уровни радиации на местности и определяют границы зон РЗ.
   Контроль радиационной обстановки, являющийся составной частью общего контроля состояния окружающей среды, заключается в проведении радиоэкологического мониторинга - наблюдения, оценки и прогнозирования радиационной обстановки и на основании его результатов определения необходимости нормализации обстановки и принятия мер по защите населения и территорий.    Контроль радиационной обстановки осуществляется постоянно на всей территории страны, особое внимание при этом уделяется районам расположения радиационно опасных объектов и в первую очередь атомных станций (АС).
   Контроль организуется и проводится структурными подразделениями федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Российской Федерации (Росгидромет) во взаимодействии с другими подразделениями наблюдения и контроля РСЧС всех уровней, заинтересованными министерствами и ведомствами, а также постами наблюдения отдельных ОЭ и РОО.
   РО, которая выявлена и оценена методом прогнозирования, называется предполагаемой или прогнозируемой обстановкой. Оценка РО методом прогнозирования производится в управлениях, отделах (штабах) по делам ГОЧС города, области, края и т. п. Исходными данными для прогнозирования РО, например, при ядерных взрывах являются: мощность, вид, координаты эпицентра и время взрыва, направление и скорость среднего ветра. Оценка и выявление РО по прогнозу сводится к определению длины и ширины зон РЗ и к нанесению их на карту. При этом также рассчитываются время выпадения осадков, ожидаемые уровни радиации на объектах и в тех или иных населенных пунктах. Выявление и оценка РО методом прогнозирования дает только приближенные характеристики о РО. Однако этот метод обладает преимуществом - быстротой получения данных о возможном РЗ. Он позволяет заблаговременно, до выпадения РВ на местности, принять меры по защите людей, установить и уточнить задачи радиационной разведки, проводимой на местности. Обстановка, выявляемая по данным разведки, называется фактической РО.
1.1.1. Оценка радиационной обстановки по данным разведки местности
   Отдел, сектор (штаб) по делам ГОЧС объекта экономики и командир формирования ГОЧС выполняют оценку РО на основании данных, полученных от радиационной разведки местности. Разведывательные формирования ГОЧС оснащаются средствами радиационной разведки. Для успешного выполнения задач по ведению разведки личный состав формирований должен хорошо знать основы дозиметрии, устройство и правила эксплуатации дозиметрических приборов разведки местности (рентгенметры, например, типа ИМД-5, ДП-5В, ИМД-1Р).
   Под оценкой РО по данным разведки понимается решение типовых задач по различным вариантам действий формирования ГОЧС или производст-венной деятельности ОЭ в условиях РЗ, анализ результатов и выбор наиболее целесообразного режима защиты рабочих, служащих и населения, исключающего их радиационное поражение.
   Решение задач по оценке РО на ОЭ в настоящее время в основном осуществляется графоаналитическим способом с использованием соответствующих расчетных зависимостей и таблиц. Однако такие задачи могут решаться в случае ядерного взрыва и приближенно с помощью радиационной линейки (РЛ).
   При этом рассматривается методика решения следующих основных типовых задач по оценке фактической РО при авариях, катастрофах на АЭС и при применении ядерных боеприпасов (ядерном взрыве):
   - приведение измеренных уровней радиации к различному времени после аварии на АЭС или ЯВ;
   - определение возможной дозы радиации при действиях на РЗ местности;
   - определение допустимой продолжительности работы или пребывания людей на РЗ местности;
   - определение времени выброса РВ при аварии, катастрофе на АЭС и времени ядерного взрыва;
   - определение режима радиационной защиты.
   Решение задач по оценке радиационной обстановки графоаналитическим способом производится по формулам, полученным в результате интегрирования и преобразования зависимости, которая описывает закон изменения уровней радиации на РЗ местности:

(1)

где P0 - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t0 после аварийного выброса РВ (ядерного взрыва);
      Pt - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t после аварий-ного выброса РВ (ядерного взрыва);
      n - показатель степени, характеризующий величину спада радиации во времени и зависящий от изотопного состава радионуклидов (при ядерном взрыве n = 1,2; при аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) n = 0,4). Изменения уровней радиации показано на рис.1.
    Величина обеспечивает возможность пересчитывать измеренные уровни радиации на различное время t после аварии (катастрофы) на АЭС или после ядерного взрыва.
Коэффициенты для пересчета:

- при катастрофе на Чернобыльской АЭС;

- при ядерном взрыве.

(2)

Рис.1. Спад уровня радиации на местности при ЯВ и аварии на ЧАЭС

   Коэффициенты пересчета на различное время после аварии на АЭС или ядерного взрыва определяются по табл. 2 и табл. 8. Тогда (1) с учетом (2) примет вид:

   Доза излучения за время от tн до tк составит:

(3)

   После интегрирования и преобразований найдем:

(4)

где Рн, Рк - уровни радиации соответственно в начале и в конце пребывания в зоне РЗ;
      tн, tк - время начала и конца пребывания в зоне РЗ.
Единицы измерения параметров ионизирующих излучений, используемых в задачах, даны в табл.1.

1.1.1.1. Оценка радиационной обстановки при аварии на АЭС
   При эксплуатации АЭС могут возникнуть и аварийные режимы. В практике рассматривают проектную, гипотетическую, радиационную аварии на АС (АЭС, АТЭЦ, ACT).
   Радиационная авария - это нарушение предела допустимой эксплуатации, при котором произошел выход РВ и ионизирующего излучения за границы, предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации, в количествах, превышающих установленные для эксплуатации значения.
   Ниже и уделяется основное внимание оценке РО на АЭС (типа Чернобыльской АЭС) после радиационной аварии. Рассмотрим методику расчета типовых задач.
   1. В ходе решения задач по оценке обстановки ПРИВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕННЫХ УРОВНЕЙ РАДИАЦИИ НА МЕСТНОСТИ к различному времени после аварии на АЭС производится по формуле:

 ,

где Ризм- уровень радиации, измеренный в момент времени tизм после аварийного выброса РВ;
      Pt - уровень радиации в момент времени t, на который пересчитывается измеренный уровень радиации;
находится по табл.2 по t и tизм .
   2. ДОЗА РАДИАЦИИ НА ЗАДАННЫЙ ПРОМЕЖУТОК ВРЕМЕНИ (tК-tН)
Из (4) применительно к ЧАЭС при n=0,4 и с учетом коэффициента ослабления (табл.3)

(5)

где Рн и Рк - уровни радиации в начале (tн) и в конце (tк) облучения.
По этой формуле рассчитывается доза радиации за промежуток времени (tк - tн). При этом Рн и Рк определяются путем пересчета измеренного уровня радиации по табл. 2:

   3. ДОПУСТИМАЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРЕБЫВАНИЯ ЛЮДЕЙ НА РАДИОАКТИВНО ЗАРАЖЕННОЙ МЕСТНОСТИ ПРИ АВАРИИ НА АЭС находится по табл.4 по отношению

и времени tн .

При этом измеренный в момент времени tизм уровень радиации Ризм по табл.2 пересчитывается на 1 ч :

Кпер определяется по табл.2 при t = 1ч и tизм .
    4. ВРЕМЯ АВАРИЙНОГО ВЫБРОСА РВ определяется по двум измерениям уровня радиации Р1 и Р2 и интервалу времени между ними. При этом из табл.6 по отношению Р2/Р1 и интервалу находится время после аварийного выброса РВ до второго измерения уровня радиации (t2).Время аварийного выброса РВ получается как разность при вычитании из местного времени второго замера (по часам) времени t2, определенного по табл.6.
Значения t2, представленные в табл.6, рассчитаны по формуле

(6)

Формула получена в результате преобразования зависимости (1) спада уровня радиации.
   5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ РАБОЧИХ И СЛУЖАЩИХ.
Вследствие аварий, катастроф на РОО или при применении противником ядерного оружия объекты экономики страны могут оказаться на радиоактивно зараженной местности (при ЯВ в зонах: умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного РЗ). В этих условиях работа ОЭ, действия рабочих и служащих строго регламентируются и подчиняются определенному режиму радиационной защиты.
   Под режимом радиационной защиты рабочих и служащих ОЭ, населения, личного состава формирований ГОЧС понимается порядок работы и применения средств, способов защиты в зонах радиоактивного заражения, исключающие радиоактивное облучение людей выше допустимых норм и сокращающие до минимума вынужденную остановку производства.
   Режимы радиационной защиты рабочих и служащих ОЭ при ЯВ рассчитываются заблаговременно для конкретных условий (защитных свойств производственных , жилых зданий и используемых защитных сооружений) и различных возможных уровней радиации на территории объекта.
   В настоящее время для случая ядерного взрыва разработаны и рекомендуются 8 типовых режимов для различных категорий населения: 1-3-й режимы - для неработающего населения; 4-7-й режимы - для рабочих и служащих ОЭ;
   8-й режим - для личного состава формирований ГОЧС. При этом режимы радиационной защиты рабочих и служащих включают три основных этапа, ко-торые должны выполняться в строгой последовательности (табл.7):
   первый этап: продолжительность времени прекращения работы объекта и пребывания рабочих и служащих ОЭ в защитных сооружениях;
   второй этап: продолжительность работы ОЭ с использованием для отдыха рабочих и служащих защитных сооружений;
   третий этап: продолжительность работы объекта с ограничением пребывания людей на открытой РЗ местности до 1-2 часов в сутки.
   Продолжительность соблюдения каждого типового режима зависит:
   - от уровня радиации на местности (на территории объекта) и спада его во
времени;
   - от защитных свойств (коэффициента ослабления) убежищ, ПРУ, производственных и жилых зданий;
   - от установленных доз облучения людей.
   С учетом этих факторов для рабочих и служащих разработаны четыре варианта типовых режимов (4-7-й) радиационной защиты (табл.7).
    Кроме того, предусматриваются режимы ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ в зонах радиоактивного заражения подразделениями формирований ГОЧС и др. силами ликвидации ЧС в МЧС РФ.
   Типовые режимы разработаны с учетом продолжения работы объекта в две смены по 10-12 часов, а также передвижения людей к месту работы и обратно (продолжительность работы может быть и меньше, чем 10-12 часов).
   Предусматривается следующий порядок ввода в действие режимов радиационной защиты.
   С объявлением угрозы радиоактивного заражения на ОЭ выставляются посты наблюдения, оснащенные дозиметрическими приборами. Эти посты замеряют уровни радиации через каждые полчаса и результаты измерений докладывают в отдел, сектор (штаб) ГОЧС объекта.
   Начальник отдела, сектора ГОЧС по измеренным и рассчитанным на 1ч уровням радиации и таблице типовых режимов определяет режим радиационной защиты рабочих и служащих и свои предложения докладывает начальнику ГОЧС объекта экономики (руководитель объекта). Если на территории объекта уровни радиации неодинаковые, режим выбирается и устанавливается по мак-симальному уровню радиации, пересчитанному на один час после взрыва.
   Режим радиационной защиты рабочих и служащих вводится в действие решением начальника ГОЧС, о чем передается сообщение по радиотрансляци-онной сети объекта и предоставляется донесение в вышестоящие управления ГОЧС.
  Выход из режима радиационной защиты тоже определяется начальником ГОЧС, о чем оповещаются все рабочие и служащие ОЭ.