Расчёт коэффициента защищённости противорадиационного укрытия

Министерство Сельского Хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья

Институт Биотехнологии и ветеринарной медицины

Специальность «Водные биоресурсы и аквакультура»

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

 

Расчётно-графическая работа

 

на тему: «Противорадиационная защита здания»

 

Выполнила: Артемова Е,941гр

 

Поверила: Кучумова Г. В.

 

 

 

 

Тюмень 2013 г.

Содержание

Данные для расчета противорадиационной защиты 3

План здания 4

Задача №1 5

Задача №2 9

Задача №3 11

Предварительные расчёты 13

Дополнительные расчеты 19

Список литературы 22

Вариант 5

Данные для расчета противорадиационной защиты

- Воздушный, 17 кт

- Наземный, 51 кт

- Р_о уровень радиации, 8,5 Р/ч

- Время, (ч) - 6

- Вид излучения, n – 30%

- Вид излучения, β – 70%

1. Местонахождение ПРУ: в одноэтажном здании

2. Материал стен КС (кирпич силикатный)

3.Толщина стен по сечению

Внешняя 25

Внутренняя 12

4. Перекрытие тяжелый бетон, толщиной (см) – 10

5. Расположение низа оконных проемов (м) – 1,5

6. Площадь оконных и дверных проемов (м²) против углов

α₁ 4/8/10

α₂ 10

α₃ 3/10/5/8

α₄ 6/24/12/20

7. Высота помещения (м) – 2,7

8. Размеры помещения (МхМ) – 6х3

9.Размер здания (МхМ) – 42х44

10.Ширина зараженного участка 40

 

План здания

Задача №1

а. Рассчитать радиусы зон разрушений и границы очага ядерного поражения после воздушного ядерного взрыва мощностью 15 кт. Построить график, сделать вывод.

 

Дано:

q1 = 17 кт

q2 = 20 кт

R2полн-1км

R2силн-1,5км

R2сред-2км

R2слаб-3,2км

Найти: R1 -?

Решение: ,

= =1,06

R_{1полн =} 0,9км

R_1сильн=1,4км

R_1ср=1,9км

R_1слаб=3км

S=ПR² S=3,14*R²

S_полн=3,14*0,9²=2,5км² Sср=3,14*1,92=11,3км2

S_сильн=3,14*1,4²=6,1км² S_слаб=3,14*3²=28,26км²

Рисунок 1. Очаг ядерного поражения после воздушного взрыва мощностью 17 кт.

 

Вывод: Границей очага ядерного поражения является зона 3 км.

б. Рассчитать границы очага ядерного поражения и радиусы зон разрушений после наземного ядерного взрыва мощностью 51 кт. Сделать вывод.

Дано:

q1 = 51 кт

q2 = 20 кт

R2полн = 1,4 км

R2сильн = 2 км

R2сред = 2,6 км

R2слаб = 5,2 км

Найти: R1 -?

Решение:

=0,7 R_1полн=2км

R_1сильн=2,9км

R_1ср=3,7км

R_1слаб=6км

S_полн=3,14*2²=12,6км²

S_сильн=3,14*2,9²=26,6км²

S_ср=3,14*3,7²=43км²

S_слаб=3,14*6²=113км²

 

 

 

Рисунок 2. Очаг ядерного поражения после наземного взрыва мощностью 51 кт.

 

Вывод: Границей очага ядерного поражения является зона 6 км.

Задача № 2

Рассчитать спад уровня радиации после аварии на радиационно-опасном объекте и после ядерного взрыва через 12; 24; 48; 96 часов. Построить график и сделать вывод.

 

Дано:

P₀=8,5Р/ч

t= 12; 24; 48; 96 ч

Найти: P_t -?

Решение:

1.Определим уровень радиации через 12; 24; 48; 96 часов при аварии на АЭС.

P_t=

P₁₂= = 2,4р/ч

Р₂₄= = =1,8 р/ч

Р₄₈= р/ч

Р₉₆= = 0,9р/ч

1.Определим уровень радиации через 12; 24; 48; 96 часов после ядерного взрыва

Р₁₂= = р/ч

Р₂₄₌ р/ч

Р₄₈= р/ч

Р₉₆= =0,04 р/ч

Рисунок 3. Закономерность спада уровня радиации

Вывод: Уровень радиации после ядерного взрыва происходит интенсивнее, чем при аварии на радиационном опасном объекте.

Задача № 3

Рассчитать величину эквивалентной дозы, которую получают люди на радиационной загрязненной местности в течение 6 часов. Сделать вывод.

 

Дано:

Р0 = 8,5 Р/ч

t = 6 ч

α= 70%

γ= 30 %

Найти: Dэкв -?

Решение: rad; Р;

1) Р

р

D_погл=36/0,877=41,05_rad

=> 70% = 28,7; 30% = 12,3rad

Н=D_погл*W

Н_α=28,7*20=574 мбэр

Н _γ=12,3*1=12,3 мбэр

Н=574+12,3=586,3 мбэр=5,9 бэр=0,0006 зв за 6ч.

 

Вывод: Данная дозовая нагрузка превышает установленным федеральным законом норматив.

 

 

2) Р_t= =0,98 р/ч

D= р/ч

D_экс=0,877*D_погл

D_погл=28,4/0,877=32,4 rad => 30%-9,7 rad; 70%- 22,7 rad

Н_α=9,7*20=194 мбэр

Н_γ=22,7*1=22,7 мбэр

Н=194+22,7=216,7 мбэр=0,22 бэр=0,0002 зв за 6ч.

 

Вывод: Данная дозовая нагрузка превышает установленным федеральным законом норматив.

 

Расчёт коэффициента защищённости противорадиационного укрытия.

Предварительные расчёты

Таблица 1

Сечения здания	Вес 1 м² конструкции, кгс/м²	αстен = S0/Sст	1 – αстен	Приведённый вес Gпр	Суммарный вес против углов, кгс/ м²
А – А вн	495,8	6/132=0,05	0,95	471,01	1085,05
Б – Б		24/132=0,18	0,82	195,16
В – В		12/132=0,09	0,91	216,58
Г – Г		20/132=0,15	0,85	202,3
Д – Д		-			456,14
Е – Е вн	495,8	10/132=0,08	0,92	456,14
1 – 1 вн	495,8	4/126=0,03	0,97	480,93	923,61
2 – 2		8/126=0,06	0,94	223,72
3 – 3		10/126=0,08	0,92	218,96
4 – 4		8/126=0,06	0,94	223,72	1157,04
5 – 5		5/126=0,04	0,96	228,48
6 – 6		10/126=0,08	0,92	218,96
7 – 7 вн	495,8	3/126=0,02	0,98	485,88

 

1.Материал стен: КС (кирпич силикатный).

Толщина стен по сечениям:

наружный - 25см;

внутренние – 12см.

Определяем вес 1м² конструкций внешних сечений 495,8 кгс/м², для внутренних стен 238 кгс/м².

2.Площадь оконных и дверных проемов против углов:

α₁ 4/8/10 м²

α₂ 10м²

α₃ 3/10/5/8 м²

α₄ 6/24/12/20 м²

Высота помещения 2,7м, размер здания 42х44 м.

 

 

Рассчитаем площадь стен:

S₁= 42*3= 126 м²

S₂= 44*3= 132 м²

3.Рассчитаем суммарный вес против углов:

G_α1 = (1-1,2-2,3-3) = 480,93+223,72+218,96= 923,61кгс/м²

G_α2 = (Е-Е) = 456,14кгс/м²

G_α3 = (7-7,6-6,5-5,4-4) = 485,88+218,96+228,48+223,72= 1157,04кгс/м²

G_α4 = (А-А,Б-Б,В-В,Г-Г) 471,01+195,16+216,58+202,3= 1085,05кгс/м²

1. Определяем коэффициент защищенности для помещений.

Коэффициент защиты К_з для помещений укрытий в одноэтажных

зданиях определяется по формуле:

 

, (1)

 

где К ₁ - коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через

наруж­ные и внутренние стены и принимае­мый по формуле

, (2)

a _i - плоский угол с вершиной в центре помещения, против которого

распо­ложена i -тая стена укрытия, град. При этом учитываются наружные

и внутренние стены здания, суммар­ный вес 1 м² которых в одном направлении

менее 1000 кгс;

К _ст - кратность ослабления стенами пер­вичного излучения в

зависимости от суммарного веса ограждающих кон­струкций,

определяемая по таблице;

K _пер - кратность ослабления первичного излучения перекрытием,

определяе­мая по таблице;

V ₁ - коэффициент, зависящий от высоты и ширины помещения и

принимае­мый по таблице;

К ₀ - коэффициент, учитывающий прони­кание в помещение

вторичного излу­чения;

К _м - коэффициент, учитывающий сниже­ние дозы радиации в

зданиях, распо­ложенных в районе застройки, от экранирующего

действия соседних строений, принимаемый по таблице;

К _ш - коэффициент, зависящий от ширины здания и принимаемый

по таблице.

5.Для расчёта коэффициента К₁ в масштабе вычертим помещение размером 6*3 м*м

K ₁=

 

6.Рассчитаем коэффициент стен Кст.

Gα1 = 923,61= 900 + 23,61

по СНиП 11-11-77 (табл. 28)

900 – 500

1000 – 1000, следовательно, Δ1 = 1000 –900= 100; Δ2 = 1000 – 500 =500

Δ = Δ2/Δ1 = 500/100 = 55

Кст α1 =500 + 23,61×5 = 618,05

Gα2 = 456,14 = 450+6,14

по СНиП 11-11-77 (табл. 28)

450 – 22

500 – 32, следовательно, Δ1 = 500-450=50; Δ2 = 32-22 =10

Δ = Δ2/Δ1 = 10/50 = 0,2

Кст α2 = 22 + 6,14×0,2 =23,2

 

К_ст=

 

где α – это величины углов в градусах,

 

К_ст= = 188,8

7. K ₁- кратность ослабления первичного излучения перекрытием, определяемая по таблице,(28)

Перекрытие – тяжелый бетон толщиной 10 см.

10 см – 240 кгс/м²

240=200+40

По СНиП 11-11-77

200 – 3,4

250 – 4,5, следовательно, Δ1 = 250 – 200 =50; Δ2 = 4,5 – 3,4 = 1,1

Δ = Δ2/Δ1 = 1,1/50 = 0,022

Кпер = 3,4 + 40×0,022 = 3,4+0,88 = 4,3

8. Рассчитаем коэффициент V₁

V₁ - коэффициент, зависящий от высоты и ширины помещения и принимаемый по таблице,(29)

При расчёте V₁ используем высоту помещения 2,7м и размеры помещения 6*3 м*м

По СНиП 11-11-77

2,7=2+0,7

2 – 0,06

3 – 0,04, следовательно, Δ1 = 3 – 2 =1; Δ2 = 0,04 – 0,06 = - 0,02

Δ = Δ2/Δ1 = - 0,02/1 = - 0,02

V1 = 0,06 + 0,7 × 0,02 = 0,06+0,014=0,074

9. Рассчитаем коэффициент К_о.

Ко = 0,15×a

0,15 при расположении низа оконных проёмов на высоте 1,5 м,

где So – площадь оконных и дверных проёмов

Sn – площадь пола укрытия

а = (4 + 10 + 3 +4) = 21

Размер здания – 42*44

S_n = (42*44) = 1848, а= 21/1848 = 0,011м

К_о = 0,15* 0,011 =0,002м.

10.Рассчитаем коэффициент К_м- коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в районе застройки от экранирующего действия соседних строений, принимаемый по таблице,(30).

Ширина заражённого участка 40

По СНиП 11-11-77, Км = 0,8

10. Рассчитаем коэффициент К_ш.

Размеры здания42×44(м×м)

42(24+18)

24-0,38

48-0,5 следовательно, Δ1 =48-24=24; Δ2 =0,5-0,38= 0,12

Δ = Δ2/Δ1 = 0,12/24 = 0,005

К_ш= 0,38 + 18×0,005 = 0,47

11. Рассчитаем К_з= 33,9

Коэффициент защищённости равен Кз=33,9, это меньше 50, следовательно здание не соответствует нормированным требованиям и не может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия.

 

С целью повышения защитных свойств здания необходимо провести следующие мероприятия:

1.Укладка мешков с песком вдоль внешних стен здания;

2.Уменьшение площади оконных проёмов;

3.Укладка дополнительного слоя грунта на перекрытие.