Приклад розв’язування задач: розрахуємо зменшення рівня радіації

Лекція 5

Тема: Небезпеки при аваріях і катастрофах на АЕС та підприємствах хімічної промисловості

 

Мета: В результаті вивчення теми даної лекції студенти повинні знати: дію іонізуючого випромінювання на людину, фази аварій на АЕС, фактори що визначають розмір осередку ураження при викиді НХР, методику розв’язування задач

 

План

Промислові аварії та катастрофи

Аварії на АЕС.

Дія іонізуючого випромінювання на людину.

Аварії на хімічно небезпечних об’єктах.

Розв’язування задач.

 

Література

 

1. Р.С.Яким "Безпека життєдіяльності людини", Львів "Бескид Біт", 2005 р.

2. Є.П. Желібо "Безпека життєдіяльності", Київ, "Каравела", 2001р.

3. В.С. Джигирей та ін. "Безпека життєдіяльності", Львів, "Афіша", 2001

4. В.В. Дивак, А.П. Юхименко "Енциклопедія виживання", Кам’янець-Подільський, 2003р.

5. В.М. Лапін "Безпека життєдіяльності" Львів ЛБКНБУ, Київ "Знання", 1999р.

6. І. М. Миценко "Забезпечення життєдіяльності людини в навколишньому середовищі", Кіровоград, 1998 р.

 

 

Світові промислові катастрофи та аварії незалежно від того де вони сталися, об’єднує ряд спільних ознак:

- недостатнє урахування екологічного фактору при проектуванні “винуватця” катастрофи;

- помилка при територіальному розташуванні чи транспортуванні;

- грубі порушення режимів експлуатації, навмисні дії, що викликали катастрофу (диверсії, саботаж);

- природні катаклізми, що привели до катастрофи (удар блискавки, землетрус...).

Функціонування народного господарства країни в сучасних умовах відбувається, як відомо, на базі морально і технічно застарілих технологій та основних виробничих факторів. Тобто аварії і катастрофи можуть виникати на потенційно небезпечних об’єктах, на яких наслідки можливих аварій справляють довготривалий вплив на оточуюче природне середовище, викликаючи негативні зміни як під час аварій, так і в перспективі.

Наслідками великих аварій можуть бути вибухи, пожежі, руйнування в результаті яких обслуговуючий персонал отримує ураження, а іноді і гине. Особливу небезпеку являють собою аварії на підприємствах хімічної промисловості та атомних електростанціях.

 

Аварії на АЕС та їх наслідки протікають згідно трьох фаз.

Рання фаза - від початку моменту аварії і до закінчення викиду радіаційних речовин в атмосферу і закінчення формування радіаційного сліду на місцевості. Тривалість цієї фази в залежності від характеру і масштабу аварії від кількох годин до декілька діб. На даній фазі дозу опромінення формує у і (3-випромінювання радіоактивних речовин.

Середня фаза - від моменту формування радіоактивного сліду до прийняття всіх заходів захисту населення. В залежності від характеру і масштабу аварій, тривалість середньої фази може бути від кількох діб до року після виникнення аварії.

Пізня фаза - після аварійна фаза, її тривалість визначається розмірами та масштабами аварії і може тривати від декількох місяців до десятиріч.

Для прогнозування можливого радіоактивного зараження необхідно

знати:

1. час ядерної аварії;

2. швидкість і напрямок середнього вітру;

3. значення коефіцієнту послаблення радіації захисними спорудами;

4. виявити потужність дози випромінювання;

5. на підставі даних одержаної розвідки, установити зони радіоактивного зараження;

6. на підставі потужності дози випромінювання провести розрахунок дозового навантаження людей за 10 діб після аварії за формулою

D - доза радіації;

Р - рівень радіації;

t: - час;

к - коефіцієнт послаблення.

Зона зараження характеризується зонами радіоактивного забруднення.

Г - зона надзвичайного радіоактивного забруднення;

В - зона небезпечного радіоактивного забруднення;

Б - зона сильного радіоактивного забруднення;

А - зона помірного радіоактивного забруднення;

М - зона радіаційної безпеки

 

Дія іонізуючого випромінювання на людину

Дію радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустимо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення. Їжа, що надходить, розкладається на більш прості з’єднання, які потім надходять через мембрану усередину кожної клітини і будуть використані як будівельний матеріал для відтворення собі подібних, для відшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин і їхню переробку. Під час попадання на мембрану -випромінювання відразу ж порушуються молекулярні зв’язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити сторонні (токсичні) речовини, робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація електронів, тобто повернення їх на свої місця. Молекулярні зв’язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока або дуже багато разів повторюється, то електрони не встигають рекомбінуватися; молекулярні зв’язки не відновляються; виходить з ладу велика кількість клітин; виходить з ладу орган; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою.

Також необхідно зазначити деякі особливості дії іонізуючого випромінювання на організм людини:

– органи чуття не реагують на випромінювання;

– малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

– випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але й на його спадкоємців (генетичний ефект);

– різні органи організму мають певну чутливість до випромінювання.

Найсильнішому впливу піддаються клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень розподілу. Природно, що при одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому що у дітей всі клітини знаходяться в стадії розподілу. Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати і накопичувати.

Радіоактивні ізотопи надходять всередину організму з пилом, повітрям, їжею або водою і поводять себе по-різному: деякі ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній), деякі накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій), інші залишаються в м’язах (калій, рубідій, цезій), накопичується в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) і т. д.

Розрізняють дві форми променевої хвороби – гостру і хронічну. Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад поразка організму може бути миттєвою. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують гранично припустимі (ГПД). Більш віддаленими наслідками променевої поразки можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини та інше.

Нижче наведена шкала небезпек опромінення іонізуючими випромінюваннями:

Ступені променевої хвороби

 

Доза, бер	Ступінь променевої хвороби
100 – 200	Перший ступінь (легка)
200 – 300	Другий ступінь (середньої важкості)
300 – 500	Третя стадія (важка)
Більше 500	Четверта стадія (дуже важка)

 

Ми вже торкалися питання про те, що у різних органів організму чутливість до іонізуючого опромінення не однакова. Тому введемо поняття “критичний орган”.

Критичний орган – це орган, тканина, частина тіла, опромінення якого в даних умовах завдає найбільшого збитку здоров’ю.

Залежно від цього всі органи поділені на три групи:

I група – усе тіло; червоний кістковий мозок;

II група – м’язи, щитовидна залоза, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталик ока й інші (за винятком, що належать до I і III груп);

III група – шкіряний покрив, кісткова тканина, кістки, передпліччя, щиколотки і стопи.

 

Оцінка хімічного стану на об’єктах, які мають сильнодіючі отруйні речовини (СДОР) в першу чергу включає: встановлення кордонів розповсюдженої хімічної хмари, розміри і площі зони ураження; визначення часу підходу зараженого повітря до об’єкту та часу дії, ураження СДОР.

Масштаби зараження СДОР в залежності від фізико-хімічних властивостей і агрегатного стану характеризуються первиною і вторинною хмарою, наприклад: для стиснутих газів - тільки первиною хмарою, для отруйних рідин які киплять і випаровуються при температурі вище температури навколишнього середовища - тільки вторинною хмарою.

Первинна хмара - це хмара СДОР, що утворена в результаті миттєвого (1-3 хв.) переходу в атмосферу частини ємкості, в якій знаходиться СДОР, при її руйнуванні.

Вторинна хмара - це хмара СДОР, що утворена в результаті випаровування розлитої речовини з підстилаючої поверхні.

Масштаби зараження визначають: загальна кількість СДОР на об’єкті та їх запаси в ємкостях та технологічних трубопроводах; кількість СДОР викинутих в повітря, характер їх розливу (“вільно” в “піддонах” чи в “обваловку”); висота піддону чи обваловки складських ємкостей; метеорологічні умови: температура повітря, швидкість вітру на висоті 10м (на висоті флюгера), ступінь вертикальної стійкості повітря.

Залежно від кількості СДОР, їх фізичних, токсичних властивостей, швидкості вітру, стану атмосфери, рельєфу місцевості, температури повітря може утворитися зона зараження а значній території.

Зоною хімічного зараження називається територія, що включає місце безпосереднього розливу (викиду) СДОР і територія, над якою розповсюдилися отруйні речовини в уражаючих концентраціях.

Розміри зони хімічного зараження характеризуються глибиною, шириною та площею зараження.

 

 

Приклад розв’язування задач: розрахуємо зменшення рівня радіації

згідно формули , де Р - рівень радіації в момент t після вибуху;

Р₀ - рівень радіації через будь-який час t₀ після вибуху;

n - показник степені, величина якого залежить від радіонуклідів (для ядерних вибухів п = 1,2, для аварії на ЧАЕС п = 0,1).]

Варіанти задач:

 

1. Р₀ = 50 мр/г; t₀ = 1,5 року; t = 25 років; аварія на АЕС.

2. Р₀ = 80 мр/г; t₀ ⁼ 2,5 року; t = 45 років; вибух атомної бомби.

3. Р₀ =15 мр/г; t₀ ⁼ 0,5 року; t = 35 років; аварія на АЕС.

 

Орієнтовно, використавши формулу , можна розрахувати, яку дозу опромінення (Д_сер) одержить населення внаслідок тривалого проживання на забрудненій території.

 

Контрольні питання:

1. Спільні ознаки аварій та катастроф

2. Охарактеризуйте фази аварій на АЕС

3. Прогнозування можливого радіоактивного зараження

4. Вплив іонізуючого випромінювання на людину

5. Оцінка хімічного стану при викиді СДОР (НХР)

6. Первинна та вторинна хмари НХР

7. Фактори, що визначають осередок ураження при викиді СДОР