Расчёт зоны радиактивного загрязнения при ЧС на радиационно-опасных объектах

Зоной радиационного загрязнения называют территорию ограниченную определенными количественными характеристиками (уровнем радиации, дозой облучения, степенью загрязнения). Вызывающими облучение и требующие принятия определенных решений по защите людей.

1. При авариях на РОО зонирование производится по Д∞(доза до полного распада), Р1 (уровень радиации на 1 час после аварии)

Таблица №1 Характеристика зон радиоактивного загрязнения при аварии на РОО

Зона заражения

Д. рад

Р рад/час.

Площадь зоны заражения, S, км

A' – Слабого заражения

5,6

0,014

S=0.8 (La’ Ba’ – La Ba)

A – умеренного заражения

56

0,14

S=0.8 (La Ba – Lб Bб)

Б – сильного загрязнения

560

1,4

S=0.8 (Lб’ Bб’ – Lв Bв)

В – опасного загрязнения

1680

4,2

S=0.8 (Lв Bв – Lг Bг)

Г – чрезвычайно опасного заражения

5600

14

S=0.8 Lг Bг

ПРИМЕЧАНИЕ: L – длинна зоны заражения, км: B – ширина зоны загрязнения, км: 1рад = 10 мГр

Размеры зон радиоактивного заражения в зависимости от массы РВ выброшенного в атмосферу, показаны в таблице №2

Таблица №2 Размеры зон радиоактивного загрязнения при запроектной аварии АЭС.

Выход массы РВ, m%

Зоны

Реактор РБМК-1000

Реактор ВВЭР-440

Размеры зон

Длинна L, км

Ширина B, км

Длинна L, км

Ширина B, км

3

A’
A

145
34

8,4
2

75
10

3,7
0,3

10

A’
A
Б
В

270
75
18
6,0

18
4
0,7
0,6

150
30
-
-

9
1,2
-
-

30

A’
A
Б
В
Г

120
140
34
18
-

31
8
2
0,6
-

280
74
10
-
-

18
4
0,2
-
-

50

A’
A
Б
В
Г

580
190
47
24

43
12
2,4
1
0,3

380
100
17
-
-

25
6
0,5
-
-

ПРИМЕЧАНИЕ: Размеры зон загрязнения при отличающимся от табличных значений выхода РВ рассчитываются по соотношению

(1)
(2)

Где L, B – длинна (ширина) зоны загрязнения при величинах массы m и скорости ветра Vb (Табл. №2)
L’, B’ – аналогичные значения при другой массе m’и скорости ветра V’b.

Рис. №1 Зоны радиоактивного загрязнения при запроектной аварии АЭС

2. Расчет уровней радиации и доз внешнего облучения производится в зависимости от времени, прошедшего после аварии.

a) Время, прошедшее после аварии на РООЭ до 1-го месяца.
Средний уровень радиации на любое время t после аварии составляет

(3)

Доза облучения за промежуток времени от tн tк равна
(4)

(5)

Доза облучения за 1 сут., 10 сут., 1 год.
D сут.=13,3 P1; D10=80 P1; D1год=185 P1 (6)

Где Ри. – измеренный (рассчитанный) уровень радиации в момент времени tи.
Pn, Pk – уровень радиации на время начала tn) и окончания (tk) облучения, mP/ч. Р/ч
- уровень радиации на 1 час после аварии
Д∞ - доза облучения до полного распада РВ, рад

б) Время, прошедшее после аварии от 1-го мес. До 3-х лет.
Средний уровень радиации на любое время t после аварии составляет:

(7)

Доза облучения за промежуток времени от tn до tk равна:
(8)
(9)

Доза облучения за 1сут., 10 сут., 1 год составит:
Dсут.=8 P1; D10=30 P1; D1год=185 P1 (10)

в) При любой глобальной или крупной аварии (VII, VI уровень МАГАТЭ) через 2,5-3 года происходит самораспад короткоживущих (J-131, Xe-133, K-85) и среднеживущих(Ce-144,Y-91, Cs-134) изотопов, после чего доза внешнего облучения будет определятся наиболее долгоживущих γ, β, £ - активными Pn (Cs-137,Sr-90,Pu-239 и др.).
Средний уровень радиации на любое время t после аварии составит:

(11)

Доза облучения за время tn до tk проживания населения составит
(12)

Где Pu=1,2 х 0,1 Nрад/год
N степень загрязнения поверхности, Ки/км2
Т – период полураспада РН (для Cs-137 – 30 лет, Sr-90 - 28 лет, Pu-239 – 24,5 тыс. лет)

Зоны радиактивного загрязнения классифицируются по допустимой (конечной) плотности загрязнения (по γ - излучению Pk = 0,6 мрад/ч). Расчет времени достижения допустимого уровня радиации для периода 1 мес. – 3 года после аварии производится по формуле

(13)

Где Pn – уровень загрязнения на время tn, мрад/ч

3. Критерий принятия решения по защите людей на ранней (10 сут.) и промежуточной фазе (до 1 года ) фаза развития аварии показаны на таб. № 3

Решение по защите Дозовые критерии (поглощенная прогнозируемая доза Дп за 10 сут. мГр/рад.)
Все тело Отдельные органы (щит. ж., кожа, легкие)
Ранняя фаза Нижний уровень
А
Верхний Уровень
В
Нижний уровень
А
Верхний Уровень
В
1 Укрытие, защита органов дыхания, кожи
2 Йодизация населения
- взрослые
- дети
3 Эвакуация
5/0,5




-
-
50/5
50/5




-
-
500/50
50/5




250/25*
100/10*
500/50
500/50




2500/250*
1000/100*
5000/500
Промежуточная фаза Дозовые критерии (эффективная предотвращаемая доза за 1-ый год и последующие годы ,м3в/бэр
1 Ограничение потребления пищи и воды (местной)
2 Отселение

5/0,5
последующие
1/0,1
50/5

50/5
годы
10/1
500/50

-


-

-


-

ПРИМЕЧАНИЕ: 1) Доза за все время отселения (т.е. пожизненная) не выше 1000 м3в/100 бэр
* только для щитовидной железы

4. При аварийных облучениях населения производится зонирование территорий по статусу проживания:

а) На ранней и промежуточной фазе развития аварии.

1. Зона отселения, где годовая эффективная доза более Дэфф.> 50м3в/год (5 бэр/год). Поверхностное загрязнение N > 40 Ки/км2. Проживание запрещено, индивидуальный дозиметрический контроль.
2. Зона добровольного отселения.
Дэфф.=20 – 50 м3в/год (2-5 бэр/год), N=15-40 Ки/км2
Производится мониторинг, принимаются меры по снижению доз облучения, оказывается помощь при отселении.
3. Зона ограничения проживания
Дэфф.=5-20м3в/год (0,5-2 бэр/год). N=5-15 Ки/км2.
Производится мониторинг. Принимаются меры по защите от облучения, разъясняется опасность облучения.
4. Зона радиационного контроля.
Дэфф.=1-5 м3в/год (0,1-0,5 бэр/год) N=1-5 Ки/км2.
Мониторинг окружающей среды, принимаются меры по снижению доз облучения.

б) По истечение 1-го года после аварии требования к проживанию населения ужесточаются:

1.Зона отчуждения
где годовая эффектовая доза Дэфф.> 50м3в/год (> 5 бэр/год), N> 40Ки/км2.
Проживание запрещено. Любая деятельность в зоне разрешается только специальными комиссиями сапэпиднадзора
2. Зона отселения
Дэфф.>20-50 м3в/год (2-5 бэр/год), N=15-40 Ки/км2
Въезд в зону для постоянного проживания запрещен. Не разрешается проживание детей и лиц репродуктивного возраста.
3.Зона ограниченного проживания.
Дэфф.=5-20 м3в/год (0,5-2 бэр/год), N=5-15 Ки/км2
Мониторинг окружающей среды, принимаются меры по снижению доз.
Въезд разрешается, но с разъяснением опасности облучения.
4. Зона радиационного контроля.
Дэфф.=5-20 м3в/год (0,5-2 бэр/год), N=1-5Ки/км2.
Мониторинг и меры по снижению доз облучения.

Методика оценки зоны радиоактивного загрязнения.

Исходные данные:

  1. Тип аварии (с разрушением ,без разрушения реактора) и реактора.
  2. Время аварии и координаты РОО
  3. Время начала (tнач.), продолжения (Тр) и окончания (tk) работ, допустимый уровень радиации – Рдоп.рад./ч
  4. Установленная доза (Дуст.), рад.
  5. Метеоусловия: V10 – скорость ветра, м/с ; направление, град. Состояние облачности, время суток.
  6. Расстояние от РОО до города (объекта ), R, км

Таблица № 4. Основные дозовые пределы облучения

Нормируемая величина Дозовые пределы, м3в/год (бэр/год)
Группа А
(Персонал РОО)
Группа Б
Ограниченная часть населения
Группа В
население
Дэфф 20(2), средняя за 5 лет, но не более 50(5) в год 5(0,5), но не более 12,5 (1,25) в год 1(0,1), но не более 5(0,5) в год
Дэкв. За год гонады, хрусталик 150(15) 37,5(3,75) 15(1,5)
Возраст для накапливаемой дозы 50 лет 50 лет 70 лет