
|
|
Главная \ Методичні вказівки \ Характеристика осередків ураження, які виникають при аваріях на АЕС, хімічних та вибухонебезпечних об’єктах і при застосуванні сучасної зброї
Характеристика осередків ураження, які виникають при аваріях на АЕС, хімічних та вибухонебезпечних об’єктах і при застосуванні сучасної зброї« Назад
Характеристика осередків ураження, які виникають при аваріях на АЕС, хімічних та вибухонебезпечних об’єктах і при застосуванні сучасної зброї 02.01.2015 04:23
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний університет водного господарства та природокористування Кафедра охорони прраці і безпеки життєдіяльності
064-159
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання практичної роботи на тему: «Характеристика осередків ураження, які виникають при аваріях на АЕС, хімічних та вибухонебезпечних об’єктах і при застосуванні сучасної зброї» з дисципліни «Цивільний захист» для студентів спеціальності 7.050201, 8.050201 «Менеджмент організацій» денної та заочної форм навчання
Кредитно-трансферна система організації навчального процесу
Рекомендовано методичною комісією за спеціальністю 7.050201, 8.050201 „Менеджмент організацій” Протокол № 2 від 15.12.2010 р.
Рівне – 2011 Методичні вказівки до виконання практичної роботи на тему: «Характеристика осередків ураження, які виникають при аваріях на АЕС, хімічних та вибухонебезпечних об’єктах і при застосуванні сучасної зброї» з дисципліни «Цивільний захист» для студентів спеціальності 7.050201, 8.050201 «Менеджмент організацій» денної та заочної форм навчання: кредитно-трансферна система організації навчального процесу / Г.Г.Клекоць, Г.І. Туровська – Рівне: НУВГП, 2011. – 36 с.
Упорядник: Г.Г.Клекоць, ст.. викладач, Г.І. Туровська, к.т.н., доцент
Відповідальний за випуск В.Л. Филипчук, д.т.н., професор, завідувач кафедри охорони праці і безпеки життєдіяльності
© Г.Г. Клекоць, Туровська Г.І., 2011 © НУВГП, 2011 при аваріях АЕС, хімічних та вибухонебезпечних об’єктах і при застосуванні сучасної зброї Мета заняття: У результаті вивчення матеріалу заняття студенти повинні знати:
вміти:
Вступ З багаточисельних осередків ураження, що виникають внаслідок дії стихійного лиха, аварії, застосування сучасних засобів ураження, найбільш значними за масштабом є осередки ураження при землетрусі, вибуху газоповітряної суміші, хімічному та радіоактивному зараженні, осередок ядерного ураження. Вміння спрогнозувати наслідки осередку ураження дає змогу вчасно вжити попереджувальні заходи, які зменшують матеріальні збитки, загрозу життю та здоров’ю людей.
1. Осередки ураження та їх характеристики Осередком ураження називається територія, на якій внаслідок дії стихійного лиха, отруйних речовин, бактеріальних засобів, повітряної ударної хвилі при вибуху газоповітряних сумішей, вражаючих факторів ядерного вибуху, вторинних факторів, виникли масові ураження людей, тварин, рослин, руйнування і пошкодження будинків, споруд, спричинивши великі матеріальні збитки. Осередки ураження характеризуються:
1.1. Осередок ураження при землетрусі Характеризується масовими руйнуваннями та пошкодженнями будинків, споруд, ураження людей, тварин, рослин. Виникає при землетрусі інтенсивністю I ≥ VII÷VIII балів за шкалою Ріхтера і I ≥ VI÷VIII балів за шкалою MSK-64. Оцінка масштабів руйнувань проводиться аналогічно оцінці руйнувань при ядерному вибуху. В якості критерія береться не максимальний надлишковий тиск (ΔРф), а максимальна інтенсивність землетрусу – І, в балах.
1.2. Осередок ураження при вибуху газоповітряної суміші (гпс) Вибух чи спалахування пропілена, пропана, метана, бутана, етилена, бутилена й інших газів наступає при певному співвідношенні газу в повітрі. Наприклад, вибух пропана можливий при знаходженні в 1м3 повітря 21 л газу, а спалахування при 95 л. У вогнищі вибуху г.п.с. створюється 3 зони: І – зона дії детонуючої хвилі; ІІ – зона дії продуктів вибуху; ІІІ – зона дії повітряної ударної хвилі. Зони характеризуються радіусом дії rІ, rІІ, rІІІ, (м) та надлишковим тиском ΔРІ, ΔРІІ, ΔРІІІ, (кПа). Визначення радіуса зони: rІ=17,5; rІІ = 1,7 rІ; rІІІ = R, де rІ, rІІ, rІІІ – радіус дії І,ІІ,ІІІ зон, м Q – кількість скрапленого газу, т R – відстань від центра вибуху до точки, яка розглядається, м. Визначення надлишкового тиску, який діє в зоні. ΔРІ = 1700 кПа – приймається постійним.
ΔРІI = (від 1300 до 300 кПа)
ΔРІII = кПа при к ≤ 2, де К = 0,24 = ,
ΔРІII = , кПа при к > 2 1.3. Осередок хімічного ураження Осередок хімічного ураження (ОХУ) створюється в зонах хімічного зараження з небезпечними концентраціями СДОР, які можуть виникнути внаслідок аварій на об’єктах, що виготовляють або використовують СДОР у своїй виробничій діяльності, аварій при транспортуванні отруйних речовин (ОР), застосуванні хімічної зброї. ОХУ характеризуються:
1.4. Осередок ядерного ураження Осередком ядерного ураження (ОЯУ) називається територія, на якій виникли масові ураження людей, тварин внаслідок дії ударної хвилі, світлового випромінювання, проникаючої радіації, руйнувань, пожеж, радіоактивного зараження, вторинних факторів ураження. Осередок ядерного ураження може виникнути внаслідок аварії на АЕС і інших об’єктах ядерної енергетики, а також при ядерних вибухах. Осередок ядерного ураження характеризується:
Характеристика зон руйнувань Від ударної хвилі створюються зони повних, сильних, слабких руйнувань. Зона повних руйнувань ΔРф > 50 кПа Rn = (0,35÷0,4) або за табл. [1], де R – радіус зони, км; 0,35 – для повітряного вибуху; 0,4 – для наземного вибуху; q – потужність боєприпасу, кт. Площа складає 12 – 15% від загальної площі ОЯУ. Характеризується: - масовою загибеллю незахищених людей; - повним руйнуванням будинків і споруд; - руйнуванням і пошкодженням комунально-енергетичних і технологічних мереж; - завалом і частковим пошкодженням сховищ; - створенням суцільних завалів у містах; - повним знищенням лісу.
Зона сильних руйнувань ΔРф=50÷30 кПа R = (0,5 ÷ 0,55) , км або за табл. 1 [1]. Характеризується: - масовим ураженням людей (до 90%); - повним і сильним руйнуванням будинків і споруд; - пошкодженням комунально-енергетичних і технологічних мереж; - створенням окремих і суцільних завалів у містах і лісах. Площа зони складає 10% від загальної площі ОЯУ. Зона середніх руйнувань ∆Рф = 30 ÷20 кПа Rсер = (0,75÷0,7) , км або за табл. 1 [1]. Характеризується: - ураженням незахищеного населення (20%); - середніми та сильними руйнуваннями будинків (відновлення – капітальний ремонт); - створенням окремих завалів. Площа зони складає 15-18% від загальної площі ОЯУ. Зона слабких руйнувань ∆Рф = 20÷10 кПа Rсл = (1,4÷1,1) , км або за табл. 1 [1]. Характеризується: - пошкодженням дверей, покрівлі, вибитими вікнами. Площа зони складає 60% від загальної площі ОЯУ. Площа осередка ядерного ураження: S=πR2 , де – R – відстань від центру вибуху до межі з надлишковим тиском 10 кПа. Дія ядерної хвилі на людей
Характеристика зони пожеж Від дії світлового випромінювання створюються: - зона пожеж в завалах (горіння та тління); - зона суцільних пожеж; - зона окремих пожеж. Зона пожеж в завалах Uсв ≥ 1700 (кДж/м2) R1 = 0,4 , км або за табл. 4 [1]. Характеризується: - тривалим горінням і тлінням в завалах з інтенсивним виділенням продуктів неповного горіння та токсичних речовин; - можливе отруєння людей, які знаходяться в сховищах; - виконання рятувальних та інших невідкладних робіт можливе тільки через певний час і в ізолюючих протигазах. Зона суцільних пожеж Uсв ≥ 600 (кДж/м2) RII n = ; RII n = 0,6 , км або за табл. 4 [1]. Пожежі виникають в більше 50% будинків, які на протязі 1-2 годин розповсюджуються на 90% будинків. Суцільні пожежі виникають у будинках: IV-V ступеня вогнестійкості при Щ ≥ 10-12 %; III ступеня вогнестійкості при Щ ≥ 20-30 %; I-III ступеня вогнестійкості при Щ > 30 %. Зона окремих пожеж Uсв ≥ 100 (кДж/м2) Радіус зони визначається за табл. 4 [1]. Зона характеризується пожежами в окремих будинках. Дія світлового випромінювання на людей
Характеристика зони радіоактивного зараження місцевості (РЗМ) Зона Г – надзвичайно небезпечного зараження Р1 = 800 Р/год. – зовнішня границя зони; Д = 40000 Р. Межа на схемах показується чорним кольором. Захист: у сховищах і евакуація. Зона В – небезпечного зараження Р1 = 240 Р/год. ; Д = 12000 Р. Межа на схемах показується коричневим кольором. Захист: у сховищах і ПРУ, евакуація, ЗІЗ. Зона Б- сильного зараження Р1= 80 Р/год.; Д = 400Р. Межа зони на схемах показується зеленим кольором. Захист: у сховищах, ПРУ, евакуація, ЗІЗ. Зона А - помірного радіоактивного зараження Р1= 8Р/год.; Д = 40Р. Межа зони на схемах показується синім кольором. Захист: у ПРУ, в будинках з ущільненням вікон, дверей, ЗІЗ, виконання режиму радіаційного захисту. РЗМ характеризується: - масштабністю; - довготривалістю дії; - прихованістю ураження; - спадом рівнів радіації на протязі певного часу Закон спадання рівнів радіації
де Рt - рівень радіації на розглядуваний час t після вибуху (аварії); Рt0 - рівень радіації в момент часу t0 після вибуху (аварії); n - показник ступеня, що характеризує величину спадання рівнів радіації протягом певного часу і залежить від ізотопного складу радіонуклідів; n = 1,2 для ядерних вибухів; n = 0,4 для аварій на АЕС. Місцевість вважається зараженою, якщо рівень радіації на 1 годину після вибуху становить: у мирний час – Р1 = 0,1 мР/год.; у воєнний час – Р1 == 0,5 Р/год.
2. Ядерна зброя та її уражаючі фактори Для забезпечення захисту населення та галузей господарювання від дії ядерної зброї масового ураження треба добре знати її уражаючі фактори. Види ядерних вибухів: • надземний, • підземний, • повітряний, • надводний, • підводний. Основні уражаючі фактори ядерного вибуху: - ударна хвиля, - світлове опромінення, - проникаюча радіація (ПР), - радіоактивне зараження місцевості (РЗМ), - електромагнітний імпульс.
2.1. Ударна хвиля Ударна хвиля – це область різко стиснутого середовища, яка у вигляді сферичної кулі розповсюджується у всі сторони від місця вибуху з надзвуковою швидкістю. Складає 50% енергії вибуху. Ударна хвиля має фазу стиску та фазу розрідження. Основними параметрами ударної хвилі, які характеризують її уражаючі дії, є: - Надмірний тиск у фронті ударної хвилі: ΔРф = Рф – Р0 , Н/м2 - Швидкісний напір повітря. Швидкісний напір залежить від щільності повітря і швидкості руху повітряних мас, що знаходяться в тісній залежності від значення надлишкового тиску. Наприклад, при тиску Р = 50 кПа швидкість повітря складає понад 360 км/год. Такий ураганний вітер може заподіяти дуже великої шкоди як людині, так і різним спорудам. - Час дії надлишкового тиску. Тривалість його дії вимірюється в секундах. - Дія ударної хвилі на людей. Проходить вона раптово шляхом обхвату і стискання людини з усіх сторін, що сприймається як різкий удар. В той же час швидкісний напір може відкинути людину на декілька метрів. Крім цього людина може отримати травми від уламків будівель, споруд, які перемішуються під дією швидкісного напору. В залежності від надлишкового тиску (ΔРф) людина може отримати травми різного ступеня. Легкі настають при ΔРф=20-40 кПа. Вони виражаються в швидкоминучих порушеннях функцій організму (головний біль, запаморочення, дзвін у вусі). Середньої тяжкості – ΔРф = 40-60 кПа. Можуть виникнути вивихи, синяки, контузія головного мозку, пошкодження органів слуху, кровотеча з вух, носа. Тяжкі – ΔРф = 60 -100 кПа. Характеризуються сильною контузією всього організму, тривалим знепритомнінням, можливі пошкодження внутрішніх органів і внутрішня кровотеча. Дуже тяжкі – ΔРф = 100 кПа. Відмічаються розриви внутрішніх органів, струс мозку, тривале знепритомніння, безліч переломів. Ці травми можуть призвести до смерті. Дія ударної хвилі на будівлі буде залежати від їх міцності, конструктивних особливостей та параметрів вибухової хвилі. Пошкодження будинків, споруд розподіляється на чотири ступені: Повні зруйнування – ΔРф = 50 кПа. В будинках і спорудах руйнуються всі основні несучі конструкції та перекидаються перекриття. Відновлення не можливе. Сильні зруйнування – ΔРф =30-50кПа. В будинках і спорудах значні деформації несучих конструкцій, руйнується більша частина стін і перекриттів. Відновлення недоцільне. Середні зруйнування – ΔРф = 20 - 30 кПа. В будинках і спорудах руйнуються, головним чином, другорядні (не несучі) конструкції, легкі стіни, покрівля, вікна, двері. Тріщини в зовнішніх стінах. Перекриття і підвали зберігаються, частина приміщень придатна до експлуатації. Для відновлення необхідний капітальний ремонт. Слабкі зруйнування – ΔРф = 10 - 20 кПа. В будинках і спорудах руйнується частина перегородок, заповнення пройомів. Для відновлення необхідний поточний ремонт. Ступені руйнувань в залежності від ΔРф. наведені в таблицях 1, 2. При сильних і середніх руйнуваннях будинків може зберегтися біля половини людей, які в момент вибуху знаходились в них. При слабких руйнуваннях загибель людей мало імовірна, однак частина з них може отримати травми. Особливістю дії хвилі є її здатність затікати в середину негерметичних укрить через повітрянозабірні труби, віддушини, наносити руйнування та ураження людей. Ударна хвиля здійснює руйнування лісових масивів. Так в зоні з надлишковим тиском ΔРф більше 50 кПа ліс повністю знищується. В зоні з ΔРф = 50-30 кПа створюються суцільні завали і руйнується до 60% дерев. В зоні з ΔРф = 30-10 кПа руйнується до 30% дерев, внаслідок чого створюються окремі завали. Надійним захистом від ударної хвилі є сховища. При їх вдсутності використовують ПРУ, підземні виробки, рельєф місцевості.
2.2. Світлове випромінювання Світлове випромінювання — це електромагнітні випромінювання, які включають в себе ультрафіолетову, видиму інфрачервону область спектра. Джерело – область вибуху, що світиться, з температурою 1800-10000 °С. Складає 30-40 % енергії вибуху. Основні параметри світлового опромінення: світловий імпульс та час світіння. Світловий імпульс – це кількість світлової енергії, яка припадає на одиницю площі (1м2, см2), перпендикулярної до опромінення за весь час світіння області вибуху. Одиниці вимірювання: • в системі СІ – Дж/м2, кДк/м2, • в технічній системі кал/см2, Відношення 1 кал/см2 = 42 кДк/м2. Тривалість світлового опромінення залежить від потужності (кт).
Дія світлового опромінення на людей Світлове опромінення спричиняє опіки відкритих ділянок і ураження очей. Тяжкість ураження людей світловим випромінюванням залежить як від ступені опіку, так і від його площини опеченої ділянки шкіри. Людина стає непрацездатною при опіках другого та третього ступеня відкритих ділянок тіла (обличчя, шия, руки) чи під одягом, при опіках другого ступеня на площі не менше 3% поверхні тіла (біля 500 см2). Опіки очей можливі тільки при безпосередньому погляді на вибух. Тимчасове осліплення, як зворотне порушення зору, наступає при раптовій зміні яскравості поля зору, особливо в темні години доби. Вночі тимчасове осліплення носить масовий характер і триває від декількох секунд до десятків хвилин. Руйнуюча дія світлового випромінювання в лісі значно знижується, що призводить до зменшення радіусів ураження людей у 1,5-2 рази в порівнянні з відкритою місцевістю. При серпанку величина імпульсу зменшиться в 2 рази, при легкому тумані в 10 разів, при густому тумані в 20 разів. Ступінь ураження світловим випромінюванням значно зменшується за умови своєчасного оповіщення людей, використанні ними захисних споруд, природних укриттів (особливо лісових масивів і складок місцевості), особистих засобів захисту і суворого виконання протипожежних заходів.
Дія світлового опромінення на будинки і споруди Енергія світлового імпульсу, яка падає на поверхню предметів, частково відбивається, поглинається і проходить через них, якщо вони прозорі. Тому характер ураження залежить від світлового імпульсу, тривалості його дії, а також від щільності (густини), теплоємності, теплопровідності, товщини, кольору, розташування поверхні відносно променів, стану атмосфери. За оцінками спеціалістів пожежної служби мінімальним розрахунковим світловим імпульсом, який спричиняє запалювання й пожежі є 100-150 кДж/м2 (2-3 кал/см2). Внаслідок дії світлового опромінення уворюється три зони: • зона окремих пожеж Uсв = 100 – 600 кДж/м2; • зона суцільних пожеж Uсв = 600 – 1700 кДж/м2; • зона горіння і тління в завалах Uсв більше 1700 кДж/м2.
2.3. Проникаюча радіація Проникаючою радіацією (ПР) ядерного вибуху називають потік γ-випромінювань і нейтронів, що випускається із зони і хмари ядерного вибуху. Джерелом проникаючої радіації є ядерні реакції, які проходять під час вибуху і радіоактивний розпад уламків поділу в хмарі вибуху. Потоком β і α-частинок зневажають тому, що їх пробіг дуже незначний. Час дії ПР складає 1–25 с і визначається часом піднімання хмари вибуху на висоту 2-3 км, при якій нейтронне γ-випромінювання поглинається товщою повітря і практично не досягає поверхні землі. ПР характеризується дозою випромінювання. Доза випромінювання – це кількість енергії іонізуючих випромінювань, поглинутої одиницею маси опроміненого середовища. Розрізняють експозиційну, поглинену і еквівалентну дозу випромінювання. Експозиційна доза - це доза випромінювання в повітрі, яка характеризує потенціальну небезпечність дії іонізуючих випромінювань при загальному і рівномірному опромінюванні тіла людини. Вимірюється в кулонах на кілограм (кл/кг). Позасистемною одиницею є рентген (Р). 1Р = 2,58•10-4 кл/кг. Рентген – це доза γ-випромінювання, під дією якої в 1 см3 сухого повітря в нормальних умовах (t = 0°С і тиск 760 мм. рт. ст.) утворюються іони, що несуть електростатичну одиницю кількості електричного заряду кожного знаку. Доза в 1 Р відповідає утворенню 2,08•109 пар іонів у 1 см3 повітря. Поглинена доза більш вірно характеризує дію іонізуючих випромінювань на біологічні і тканини. В системі СІ вона вимірюється в греях. 1 Гр = 1 Дж/кг. 1Гр – це така доза, при якій 1 кг опромінюваної речовини поглинає енергію в 1 Дж. Позасистемною одиницею поглиненої дози випромінювання є рад. Доза в 1 рад означає, що кожним опроміненим грамом речовини поглинається 100 ерг енергії. 1ерг=10-7 Дж. Рад може бути використаний для вимірювання доз різного виду випромінювань у будь-якому середовищі. 1 рад =10-2 Гр або 1 Гр = 100 рад, 1 рад = 1,14 Р або 1 Р= 0,87 рад. Приймають 1 рад = 1 Р. Еквівалентна доза використовується для оцінки біологічної дії іонізуючих випромінювань. Вона дорівнює добутку поглиненої дози на коефіцієнт якості (К). Для рентгенівського γ-випромінювання К=1. Для нейтронів з енергією менше 20 кеВ К=3; 0,1–10 МеВ К=10. Для α-випромінювань – К=20. Проникаюча радіація, розповсюджуючись у середовищі, іонізує його атоми; а при проходженні через живу тканину – склад клітин. Це приводить до порушення нормального обміну речовин, змін характеру, життєдіяльності клітин, окремих органів і систем організму. Внаслідок такої дії виникає променева хвороба. Променева хвороба – патологічний стан організму породжений зовнішнім впливом на організм іонізуючих α-, β-, γ-випромінювань чи потоку нейтронів, а також попадання радіоактивних речовин всередину організму. В першу чергу при цьому страждають кровотворні органи, слизові оболонки і залози внутрішньої секреції. Променева хвороба поділяється на 4 ступені: ПРОМЕНЕВА ХВОРОБА 1 СТУПЕНЯ (легка) виникає при сумарній дозі опромінення 100-200 рад. Прихований період триває 3-5 тижнів, після цього з'являється недомагання, загальна слабкість, нудота, запаморочення, підвищення температури. Після одужання працездатність людей, як правило залишається. ПРОМЕНЕВА ХВОРОБА II СТУПЕНЯ (середня) виникає при сумарній дозі опромінення 200-400 рад. На протязі перших 2-3 діб спостерігається бурна первинна реакція організму (нудота, блювання). Потім настає прихований період тривалістю 15-20 діб. Ознаки хвороби виражаються більш різко. Видужання при активному лікуванні настає через 2-3 місяці. ПРОМЕНЕВА ХВОРОБА III СТУПЕНЯ (важка) виникає при сумарній дозі опромінення 400-600 рад. Первинна реакція різко виражена. Прихований період триває 5-10 діб, Хвороба проходить інтенсивно і тяжко. У сприятливому випадку одужання можливе через 3-6 місяців. ПРОМЕНЕВА ХВОРОБА IV СТУПЕНЯ (дуже важка) настає при дозі понад 600 рад і як правило призводить до смерті. При опроміненні дозами випромінювання більше 5000 рад виникає блискавична форма променевої хвороби. Уражені гинуть у перші дні після опромінення. Слід мати на увазі, що навіть невеликі дози опромінення знижують опір організму до інфекції, призводять до кисневого голодування тканин. Допустимі дози опромінення, які не призводять до променевої хвороби, в надзвичайних ситуаціях воєнного часу, Ддоп: • одноразове опромінення за чотири доби - 50 рад; • багаторазове опромінення на протязі 10-30 діб - 100 рад; • багаторазове опромінення за квартал (3 місяці) - 200 рад, • багаторазове опромінення на протязі року – 300 рад; Захистом від проникаючої радіації служать перешкоди та укриття із різних матеріалів, що зменшують потік γ-випромінювання і нейтронів. Ефективність захисту від радіації характеризується коефіцієнтом послаблення , де П – добуток, h1 – товщина і-того шару, см; d1 – товщина і-того шару половинного послаблення, см. Надійним захистом людей від ПР ядерного вибуху є захисні споруди.
Дія ПР на матеріали При проходженні через різні матеріали потік γ-квантів і нейтронів спричиняє в них різні зміни. Особливо схильні до дії ПР електронне устаткування, фотоплівки, оптичні, напівпровідникові, електровакуумні прилади, конденсатори та ін. Підвищення радіаційної стійкості апаратури досягається застосуванням екранів, радіаційно-стійких матеріалів і деталей, використанням спеціальних схем, які передбачають блокування і відключення апаратури.
Особливість дії нейтронної зброї ПР є одним із основних вражаючих факторів нейтронних боєприпасів і складає 30% енергії вибуху, тоді як звичайного ядерного боєприпасу складає 4%. Нейтронною зброєю прийнято називати термоядерні боєприпаси надмалої і малої потужності (до 10 тис. т.) У склад нейтронних боєприпасів входить плутонієвий детонатор і деяка кількість важких ізотопів водню і тритію. При цьому ланцюгова реакція поділу необхідна тільки для нагріву дейтерієво-тритієвої суміші, а основна частина енергії вибуху виникає при реакції з'єднання ядер легких елементів і проявляється у вигляді потужного нейтронного потоку, що виходить назовні. Таким чином особливість вражаючої дії нейтронної зброї пов'язаний з підвищеним виходом ПР, в якому переважає нейтронне випромінювання. Але особливістю дії потужного потоку ПР нейтронних боєприпасів є те, що проходження нейтронів великої енергії через матеріали конструкцій техніки і споруд, а також через ґрунт в районі вибуху призводить до появи в них наведеної радіоактивності. Техніка з наведеною радіацією до використання не придатна.
2.4. Радіоактивне зараження місцевості Радіоактивне зараження (РЗ) – це зараження поверхні землі, атмосфери, водоймищ та різних предметів радіоактивними речовинами, що випали з хмари ядерного вибуху і складає 10% енергії вибуху. Джерелами радіоактивного зараження є: • продукти ланцюгової реакції (200 радіоактивних ізотопів 36 хімічних елементів); • непрореагована частина ядерного заряду, • наведена радіоактивність в ґрунті під дією нейтронів. Радіоактивне зараження при наземному вибуху характеризується: • масштабністю, • довготривалістю дії, • прихованістю ураження, • зниженням рівня радіації на протязі часу. Ступінь зараженості місцевості характеризується кількістю радіоактивних речовин, що припадають на одиницю поверхні, тобто щільність зараження, яка вимірюється в Кі/см2 (Кі/км2), або за потужність експозиційної дози, що вимірюється Р/год (мР/год), а повітря, води і продуктів харчування – концентрацій радіоактивних речовин у одиниці об'єму чи ваги, що вимірюється в Кі/л, Кі/кг. Кюрі – це така кількість РР, в якій проходить 37 млрд. розпадів атомів за 1 с. В системі СІ за одиницю активності прийнятий беккерель (Бк). Бк – це кількість РР, в якій проходить 1 розпад за 1 с. Зв = 3,7 1010 Бк. Зараження може бути первинним (під час випадання РР з хмари вибуху) і вторинним (при русі техніки, вітру на зараженій місцевості внаслідок куряви (породоутворення). При вибуху ядерних боєприпасів РР піднімається разом з хмарою вибуху, переміщується з частинками ґрунту і під дією висотних вітрів пересуваються на великі відстані. По мірі пересування хмари вони випадають, утворюючи при цьому зони радіоактивного зараження. ЗОНА А - помірного зараження (синій колір). Зовнішня границя зони характеризується Д = 40 рад і Рі = 8 рад/год. Частина зони від площі загального зараження складає 60%. Як правило, роботи ведуться всередині приміщення. Роботи на відкритій місцевості на декілька годин припиняються. ЗОНА Б - сильного зараження (зелений колір). Зовнішня границя зони характеризується Д = 400 рад і Рі = 80 рад/год. Площа складає 20%. В цій зоні роботи припиняються, а люди укриваються в захисні споруди ПО, підвали, простіші укриття. ЗОНА В - небезпечного зараження (коричневий колір). На зовнішній границі зони Д = 1200 рад і Рі = 240 рад/год. Площа складає 13%. В цій зоні роботи припиняються на термін до 4 діб. Люди укриваються в захисні споруди. ЗОНА Г - дуже небезпечного зараження (чорний колір). Зовнішня границя зони характеризується Д - 4000 рад і Рі = 800 рад/год. Площа складає 7%. Роботи всі припиняються. Люди укриваються в сховищах. Протягом часу, внаслідок природного розпаду РР, рівні радіації на сліді радіоактивного зараження зменшуються.
Рівні радіації (зменшення рівнів радіації) Рівні радіації визначаються за наступними формулами:
Р - рівень радіації на будь-який час t після вибуху, рад/год.; Р0 - рівень радіації на час t0 після вибуху, рад/год.; t, to - час, відрахований з моменту вибуху, год.; n = 1,2 для ядерних вибухів; n = 0,4 для вибухів на АЕС. З цієї формули випливає, що внаслідок розпаду при 7-кратному збільшенні часу при ядерних вибухах рівні радіації зменшуються в 10 разів і найбільш інтенсивне зменшення рівня радіації проходить за перших двоє діб (біля 100 разів). Місцевість вважається зараженою, якщо рівні радіації на місцевості складають 0,5 рад/год. і більше. Радіоактивне зараження місцевості (РЗМ) може призводити до ураження людей як за рахунок зовнішнього γ-випромінювання від уламків поділу, так від попадання радіоактивних речовин на шкіру і в середину організму людини. Як наслідок людина може захворіти променевою хворобою різного ступеня. Захист від РЗМ Одяг людини захищає повністю від α - випромінювання і на 25-60% від β -випромінювання. Санітарна обробка шкіри, проведена через 1 годину після зараження запобігає ураженню від контактного опромінення продуктами вибуху. Надійно захищають від РЗ захисні споруди та особисті засоби захисту (протигази, респіратори, протипилові маски, ватно-марлеві пов'язки, звичайний одяг, взуття).
2.5. Електромагнітний імпульс (ЕМІ) При ядерних вибухах в атмосфері виникають потужні електромагнітні поля внаслідок дії γ-випромінювань на атоми зовнішнього середовища і утворення потоку електронів і позитивних іонів з довжиною хвилі від 1 до 1000 м і більше Одиниця вимірювання – кіловат. ЕМІ діє на лінії зв'язку і сигналізації, радіоелектронну апаратуру. Захистом від ЕМІ служить екранування радіоелектронних систем, мереж енергопостачання і управління, налагодження систем автоматичного відключення апаратури.
3. Особливості радіоактивного зараження при аваріях на АЕС Незважаючи на Чорнобильську катастрофу, активну протидію населення розвитку атомної енергетики, на кінець 1987 р. в світі працювало 406 атомних реакторів. Виробництво електроенергії на АЕС досягло: у Франції - 70%, Бельгії - 67%, США - 16,6%, Японії - 31 %, у колишньому СРСР - 11%. Можливість аварії на АЕС на сьогодні не виключається. Головна особливість аварії на АЕС – це можливість радіоактивних викидів і зараження навколишнього середовища. Це зараження значно відрізняється від радіоактивного зараження при ядерних вибухах. Розглянемо ці особливості. 1. Викиди радіоактивних речовин в навколишнє середовище з аварійного реактора може продовжуватися декілька діб, а напрям дії вітру протягом цього часу може змінюватися в різні сторони, внаслідок чого утворюються зони, плями радіоактивного зараження, які розміщуються дуже нерівномірно. Так, наприклад, викиди з 4-го блоку ЧАЕС продовжувались біля 10 діб. Сумарний викид радіонуклідів склав - 50 МКі (мегакюрі), тобто біля 3,5% маси реактора. Були радіоактивно заражені 11 областей (17 млн. людей) у тому числі і Рівненська. Загальна площа зараження з рівнями радіації від 3 до 20 мР/год. склала 5814 км2. 2. Зниження рівнів радіації при аваріях на АЕС проходить значно повільніше внаслідок того, шо в навколишнє середовище викидається велика кількість довгоживучих радіонуклідів (всього викинуто 750 видів радіонуклідів).Так, наприклад, за добу при ядерному вибуху рівень радіації зменшиться в 45 раз, а при аварії реактора потужністю 3,2 млн. кВт·год. зменшиться в 1,8 раз. 3. Крім рівнів радіації, тобто зовнішнього опромінення, потрібно враховувати внутрішнє опромінення. Джерелом його є радіонукліди, які потрапили в організм з водою, продуктами, повітрям. Склад продуктів ядерного поділу в реакторі АЕС відрізняється від складу продуктів, які утворюються при вибуху ядерних боєприпасів. При ядерному вибуху основна маса його радіоактивних продуктів оплавляється або конденсується на частинках ґрунту і втягується в зону вибуху, утворюючи хмару радіоактивного пилу. За 8-10 год. вона осідає на поверхні, ґрунту і утворює достатньо чіткий слід радіоактивного зараження. Особливість радіоактивного забруднення місцевості при аваріях на АЕС полягає в тому, що після руйнування енергоблоку, реактор, на прикладі ЧАЕС, переходить у режим саморегулюючого енерговиділення і перетворюється в джерело безперервного пульсуючого виділення в атмосферу продуктів ядерного поділу. Крім того, хмара газоаерозольного викиду значно довше знаходиться в атмосфері і значно довше випадає на землю. Наземний слід має плямистий характер з великими перепадами рівнів радіації. Мало місце перенесення радіоактивних речовин на великі відстані. Великий вплив на РЗМ при аваріях на АЕС мають метеорологічні умови.
4. Характер ураження людей, тварин, забруднення радіонуклідами сільськогосподарських рослий, продовольства і води Радіаційні ураження можуть бути зовнішніми і внутрішніми. При зовнішньому опроміненні на людей, тварин діють випромінювання, джерелом яких є радіоактивні речовини, які є на поверхні землі і навколишніх предметах. Основну частку опромінення складають γ-промені. При попаданні на відкриті ділянки шкіри значної кількості α- і β-активних речовин у людини виникають радіаційні опіки. Внутрішнім називають таке опромінення, при якому радіоактивні речовини, які потрапили в організм, діють на внутрішні органи тканини. Радіоактивні речовини в організм проникають із зараженим повітрям, водою, продуктами харчування, зараженістю рослин. Важкість ураження при внутрішньому опроміненні залежить від кількості радіоактивних речовин, які потрапили в організм, періоду їх напіврозпаду, ступеня всмоктування із слизових оболонок органів дихання і шлунково-кишкового тракту, типу і енергії випромінювання і швидкості виведення їх з організму. Дуже небезпечними є α-частинки, які потрапили в організм людини. При вживанні заражених продуктів харчування і води до 90% радіонуклідів виводиться з організму в перші дні, а ті, що залишилися в організмі, знаходяться в крові. При попаданні радіоактивних речовин з повітрям основна їх маса осідає на слизових оболонках органів дихання, частково ковтається з слиною. Радіоактивні речовини, які потрапили в організм людини, розподіляються по органах і тканинах. Наприклад, стронцій, уран, плутоній і інші накопичуються в кісткових тканинах; цезій, телур і інші розповсюджуються в організмі рівномірно, радіоактивний йод накопичується в щитовидній залозі. Відомо, що організм людини має можливість відновлювати клітини, які загинули при незначному опроміненні. Людина протягом життя підлягає фоновому опроміненню – це природний, техногенний радіаційний фон, рентгено-радіодіагностика, атомна енергетика, випадіння від ядерних вибухів. Населення поділяється на три категорії людей, які можуть бути опромінені: А – персонал АЕС (люди, які постійно працюють з умовах опромінення); Б – частина населення, яка безпосередньо не працює з опроміненням, але за умова роботи або проживання може потрапити під дію опромінення; В – основна частина населення. Нормами радіаційної безпеки встановлені наступні дозволені межі МД (МД - основна дозована межа для категорії Б). МД – таке найбільше середнє значення індивідуальної дози за календарний рік, при якому рівномірне опромінення протягом наступних 70 років не може призвести до неблагоприємних змін у стані здоров'я, що можуть бути виявлені сучасними методами.
Опромінення категорії В не повинне бути вищим категорії Е. Група критичних органів: І – червоний кістковий мозок, статеві органи; ІІ - м язи, щитовидна залоза, шлунково-кишковий тракт, печінка, нирки і інші; Ш - шкіряний покров, кісткова тканина, кістки, передпліччя, стопи.
Допустимі дози опромінення в екстремальних та звичайних умовах Допустимою одноразовою дозою опромінювання за 4 доби на воєнний час встановлено 50 рад. На мирний час у випадку аварії на АЕС встановлено такі допустимі дози опромінення: - 5 рад (бер) – для персоналу АЕС в нормальних умовах за рік; - 25 рад (бер) – аварійне опромінення персоналу АЕС (разове); - 0,5 рад (бер) – для населення в звичайних умовах за рік; - 10 рад (бер) – аварійне опромінення населення (разове). Від дії іонізуючих випромінювань на людину вона може захворіти променевою хворобою. В залежності від отриманої дози радіації розрізняють чотири ступені променевої хвороби:
Зараженість сільськогосподарських рослин, продуктів харчування, води визначається приладами і порівнюється з дозами зараження. Деякі типи грунтів сприяють міграції радіонуклідів з грунту в рослини, що впливає на зараженість сільськогосподарських рослин, тварин, молока. З перших днів катастрофи на ЧАЕС і до теперішнього часу найбільш забрудненим продуктом залишається молоко, яке виробляється у приватному секторі. Перевищення тимчасово допустимих рівнів його забруднення спостерігалось на територіях за щільністю цезію 5 Кі/км2, на торф'яно-болотистих ґрунтах Рівненської області - 1-2 Кі/км2. Екологічні наслідки аварій, катастроф, стихійного лиха, а також при застосуванні ядерної, хімічної, бактеріологічної зброї важко переоцінити. Дія їх на екологію може спричинити трагічні наслідки не тільки для окремих територій, а й для всього людства. Вже зараз спостерігається підвищення загальної температури на земній кулі, зменшується озоновий шар і інші негативні наслідки. Основні заходи захисту людей в заражених районах: - споживання чистих продуктів; - проведення агрохімічних заходів, направлених на зниження поглинання рослинністю радіонуклідів; - дозиметричний контроль; - проведення дезактивації в місцях з підвищеними рівнями зараження; - відселення людей із небезпечних зон; - йодова профілактика; - постійне медичне обстеження населення та ін.
Література: 1. Губський А.І. Цивільна оборона. – Львів, 1995. - С. 34-55. 2. Демиденко Г.П. и др. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения». - Киев, 1989. - С. 96-99. 3. Миценко І. М., Мезенцева О. М. Цивільна оборона: навчальний посібник. – Чернівці: Книги – ХХІ, 2004 . – 404 с. 4. Михайлюк В. О., Хаммурадов Б. Д. Цивільна безпека: навчальний посібник . – Київ: Центр учбової літератури, 2008. – 158 с. 5. Шубин Е.П. Гражданская оборона. - Москва, 1991. - С. 34-55, 61-64.
Практична частина заняття
Осередок ядерного ураження
Порядок та послідовність виконання практичної частини роботи
Характеристика осередка ядерного ураження
Характеристика зон руйнувань
Характеристика зон пожеж
Характеристика зон радіоактивного зараження
Параметри факторів ураження на об’єкті
3. Визначаємо зони руйнувань. Беремо потужність боєприпасу, вид вибуху, і визначаємо за табл. 5 радіус зони, де діє надлишковий тиск ∆Рф=50 кПа. Наприклад, для q = 50 кт, вибух наземний, Rп = 1,4 км; для повних руйнувань Rс = 2 для сильних руйнувань, Rсер = 2,6 для середніх руйнувань, Rсл = 4,2 для слабких руйнувань. Дані записуємо у відповідні графи таблиці (див. вище). 4. Визначаємо максимальний надлишковий тиск, який очікується на об’кті за табл. 5 в залежності від відстані об’кта від епіцентру вибуху. Наприклад, для відстані R = 3,1 км ∆Рф = 15 кПа і записуємо в таблицю параметрів факторів, що діють на об’єкті. 5. Визначаємо зони пожеж. Для визначення використовуємо табл. 6. Наприклад, для q = 50 кт, вибух наземний, радіуси зон пожеж становитимуть:
Результати записуємо у відповідну таблицю. 6. Визначаємо максимальний світловий імпульс, який очікується на об’єкті. Для визначення використовуємо табл. 6. Наприклад, для відстані 3,1 кмUсв мах = 125 кДж/м2. Результати записуємо в таблицю. 7. Визначаємо зони радіоактивного зараження. Для визначення використовуємо табл. 3. Наприклад, для наземного вибуху потужністю 50 кт Vв = 50 км/год розміри зон складають: Г = глибина 12 ширина 1,5 (км) В = -»- 23 -»- 3 (км) Б = -»- 43 -»- 4,7 (км) А = -»- 111 -»- 11 (км) Результати записуємо в таблицю. 8. Визначаємо максимальний рівень радіації, який очікується на об’єкті Р1, Р/год. Для визначення використовується табл. 4. Наприклад для q = 50 кт, V = 50 км/год, R = 3,1 км інтерполюванням визначаємо: Р1 = Р/год Результати записуємо в таблицю. 9. Визначаємо ступінь руйнувань. Для визначення використовується табл. 1. Наприклад, для будинку із збірного залізобетону при дії надлишкового тиску ∆Рф = 15 кПа, (беремо тиск, що діє на об’кті) ступінь руйнувань слабка. 10. Визначаємо характер руйнувань, для визначення використовуємо табл. 2. Для нашого прикладу незначні пошкодження несучих елементів конструкцій будинку, може бути зірвана покрівля, розбиті вікна, двері. Відновлювані роботи – поточний чи середній ремонт. Результати записуємо в таблицю. 11. Визначаємо дозу проникаючої радіації, що діє на території об’єкта. Для визначення використовуємо табл. 7. Наприклад, для відстані 3,1 км і потужності боєприпаси 50 кт Дпр = 0. Результати записуємо в таблицю. 12. Висновки. На об’єкті можливі слабкі руйнування будівель, споруд, комунально-енергетичних мереж. Об’єкт може опинитися в зоні надзвичайного зараження з рівнем радіації Р1 = 3405 р/год, внаслідок чого він припиняє роботу. Робочі і службовці ховаються в сховищах об’єкта. Необхідно провести йодову профілактику. Організувати дозиметричний контроль. Термін перебування людей в сховищах визначається режимом радіаційного захисту і залежить від рівнів радіації на території об’єкта.
Таблиця 1 Ступінь руйнувань елементів об’єкта в залежності від надлишкового тиску ударної хвилі, кПа
Таблиця 2 Характеристика ступенів руйнувань ударною хвилею елементів об’єкта
Таблиця 3 Розміри зон радіоактивного зараження на осі хмари, км
Вибух наземний
Таблиця 4 Рівні радіації на осі сліду на одну годину після наземного ядерного вибуху, Р/год
ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ Для самостійної роботи студентів на тему: «Осередок ядерного ураження»
Вихідні данні:
Виконати: І. Теоретична частина 1. Дати коротку характеристику уражаючим факторам ядерного вибуху, зонам руйнувань, пожеж радіоактивного зараження. Дія їх на людей, будівлі, споруди, способи захисту. ІІ. Практична частина 2. За вихідними даними визначити і записати в таблицю
3. За визначеними даними накреслити схему осередку ядерного ураження (ОЯУ), на якій у відповідному масштабі показати: а) границі зон повних, сильних, середніх, слабких руйнувань; b) границі зон окремих, суцільних пожеж і горіння і тління в завалах; c) зони (А, Б, В, Г) радіоактивного зараження.
Границі зон показати: А – синім кольором, Б – зеленим кольором, В – коричневим кольором, Г – чорним кольором.
Масштаб вибирається студентом самостійно. Показати на схемі ОЯУ, де знаходиться ОНГ відносно центра вибуху. Зробити висновки, в яких вказати:
КомментарииКомментариев пока нет Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||