ГЛАВА IV МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТЕ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА

ГЛАВА IV МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТЕ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА

§ 12. Методика оценки радиационной обстановки

Опасность поражения людей радиоактивными, отравляющими и сильнодействующими ядовитыми веществами требует быстрого выявления и оценки радиационной и химической обстановки, учитывая ее влияние на организацию спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ, а также на производственную деятельность объекта народного хозяйства в условиях заражения.

Поскольку процесс формирования радиоактивных следов длится несколько часов, предварительно производят оценку радиационной обстановки по результатам прогнозирования радиоактивного заражения местности. Прогностические данные позволяют заблаговременно, т. е. до подхода радиоактивного облака к объекту, провести мероприятия по защите населения,; рабочих, служащих и личного состава формирований, подготовке предприятия к переводу на режим работы в условиях радиоактивного заражения, подготовке противорадиационных укрытий и средств индивидуальной защиты.

Для объекта народного хозяйства, размеры территории которого незначительные по сравнению с зонами радиоактивного заражения местности, возможны только два варианта прогноза: персонал объекта подвергается или не подвергается облучению. Поэтому для случая радиоактивного заражения территории объекта берут самый неблагоприятный вариант, когда ось следа радиоактивного облака ядерного взрыва проходит через середину территории предприятия [9].

Исходные данные для прогнозирования уровней радиоактивного заражения: время осуществления ядерного взрыва, его координаты, вид и мощность взрыва, направление и скорость среднего ветра. Характер изменения уровней радиации по оси следа радиоактивного заражения для наземного ядерного взрыва приведен в приложении 3. Приведенные зависимости позволяют рассчитывать ожидаемое время выпадения радиоактивных веществ и максимально возможный уровень радиации на территории объекта. По результатам такого прогноза нельзя заранее, т. е. до выпадения радиоактивных веществ на местности, определить с необходимой точностью уровень радиации на том или ином участке территории объекта.

Только достоверные данные о радиоактивном заражении, полученные органами разведки с помощью дозиметрических приборов, позволяют объективно оценить радиационную обстановку. На объекте разведка ведется постами радиационного и химического наблюдения, звеньями и группами радиационной и химической разведки. Оки устанавливают начало радиоактивного заражения, измеряют уровни радиации и иногда (например, посты радиационного и химического наблюдения) определяют (засекают) время наземного ядерного взрыва.

Штаб ГО объекта, получив данные об уровнях радиации и времени измерения, заносит их в журнал радиационной разведки и наблюдения:

По нанесенным на схемы уровням радиации можно провести границы зон радиоактивного заражения. Средние уровни радиации (Р_о) на внешних границах зон заражения на 1 ч после взрыва приведены на рис. 12 и табл. 6.

Степень опасности и возможное влияние последствий радиоактивного заражения оцениваются путем расчета экспозиционных доз излучения, с учетом которых определяются: возможные радиационные потери; допустимая продолжительность пребывания людей на зараженной местности; время начала и продолжительность проведения спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ на зараженной местности; допустимое время начала преодоления зон (участков) радиоактивного заражения; режимы защиты рабочих, служащих и производственной деятельности объектов и т. д.

Основные исходные данные для оценки радиационной обстановки: время ядерного взрыва, от которого произошло радиоактивное заражение, уровни радиации и время их измерения; значения коэффициентов ослабления радиации и допустимые дозы излучения; поставленная задача и срок ее выполнения. При выполнении расчетов, связанных с выявлением и оценкой радиационной обстановки, используют аналитические, графические и табличные зависимости, а также дозиметрические и расчетные линейки.

Зная уровень радиации и время, прошедшее после взрыва, можно рассчитать уровень радиации на любое' заданное время проведения работ в зоне радиоактивного заражения, в частности для удобства нанесения обстановки на схему (план) можно привести измеренные уровни радиации в различных точках зараженной местности к одному времени после взрыва.

Когда время взрыва известно, уровень радиации определяют по формуле (12), где t₀=l ч. Значения коэффициентов K_t для пересчета уровней радиации на различное время t после взрыва приведены в табл. 11.

2. По табл. 11 коэффициент для пересчета уровней радиации через 3 ч после взрыва К_з — 0,267.

3. Определяем по формуле (12)уровень радиации на 1 ч после ядерного взрыва Р₁ =Р₃/К₃ = 5,3/0,267= 19,8 Р/ч, так как K_t на 1 ч после взрыва К₁= 1, нa 3ч — К₃ = 0,267.

Не установленное разведкой время взрыва можно определить по скорости спада уровня радиации. Для этого в какой-либо точке на территории объекта измеряют дважды уровень радиации. По результатам двух измерений уровней радиации через определенный интервал времени, используя зависимость (12), можно рассчитать время, прошедшее после взрыва. . По этим данным составляют таблицы, по которым определяют время, прошедшее после взрыва до первого или второго измерения (табл. 12).

2. Для отношений уровней радиации Р₂/Р\ — 30/50 = 0,6 и интервала времени 60 мин по табл. 12 находим время с момента взрыва до второго измерения. Оно равно 3 ч. Взрыв, следовательно, был осуществлен в 8 ч30 мин.

Наименование укрытий и транспортных средств или условия действия населения	Косл
Открытое расположение на местности	1
Транспортные средства
Автомобили и автобусы	2
Железнодорожные платформы	1,5
Крытые вагоны	2
Пассажирские вагоны, локомотивы	3
Промышленные и административные здания
Производственные одноэтажные зда­ния (цеха)	7
Производственные и административ­ные трехэтажные здания	6
Жилые каменные дома
Одноэтажные	10
Подвал	40
Двухэтажные	15
Подвал	100
Трехэтажные	20
Подвал	400
Пятиэтажные	27
Подвал	400
Жилые деревянные дома
Одноэтажные	2
Подвал	7
Двухэтажные	8
Подвал	12
В среднем для населения
Городского	8
Сельского	4

Экспозиционная доза радиации (D) за время от t₁ до t₂ определяется зависимостью

получим

Подставив значения

находим

Экспозиционная доза гамма-излучения D∞, полученная за промежуток времени от t\ до времени полного распада радиоактивных веществ, когда Р₂→0, равна

В штабах ГО имеются таблицы, по которым по уровню радиации, времени после взрыва и времени пребывания определяется экспозиционная доза излучения. В табл. 14 приведены экспозиционные дозы излучения только для уровня радиации 100 Р/ч на 1 ч после ядерного взрыва. Чтобы определить экспозиционную дозу излучения для другого значения уровня радиации на 1 ч после взрыва, необходимо найденную по таблице экспозиционную дозу, полученную за указанное время пребывания с начала облучения после взрыва, умножить на отношение P₁/100, где P₁ — фактический уровень радиации на 1 ч после взрыва.

На практике для вычисления экспозиционных доз радиации часто используют упрощенные формулы


Здесь— уровни радиации в начале и конце излучения соответственно; Т — время пребывания на зараженной местности.

Пример. Рабочие прибыли из укрытия в цех, расположенный в одноэтажном производственном здании, через 2 ч после взрыва. Уровень радиации на территории объекта через 1 ч после взрыва составлял P₁ = 200 Р/ч.

Определить экспозиционную дозу излучения, которую получат рабочие в цехе, если работа продолжается 4 ч.

P₂ = P₁·К₂ = 200 · 0,435=87 Р/ч; Р₆ = 200 ·0,116=23, 6 Р/ч.

2. По формуле (13) вычисляем экспозиционную дозу излучения на открытой местности (К_осл=1), полученную за время пребывания от 2 до 6 ч после взрыва, D = 5·87·2—5·23,6·6=174 Р.

3. Для определения экспозиционной дозы, которую получат рабочие за 4 ч пребывания в одноэтажном производственном здании, необходимо найденную экспозиционную дозу для открытой местности разделить на коэффициент ослабления радиации K_осл=7. (табл. 13), D = 174/7=24,8 Р.

1. На пересечении вертикальной колонки «Время начала облучения с момента взрыва» (2 ч) и горизонтальной колонки «Время пребывания» (4 ч) находим экспозиционную дозу излучения на открытой местности D = 85,8 Р.

2. При уровне радиации 200 Р/ч эта доза в 2 раза больше (85,8·200/100), т. е. 171,6 Р, а при К_ocл = 7 D = 24,5 Р.

При решении по упрощенной формуле (15)

Очевидно, результаты расчетов по упрощенной формуле (15) могут давать существенную ошибку в сторону завышения экспозиционной дозы излучения.

По многочисленным данным, собранным в Хиросиме и Нагасаки, отмечены следующие степени поражения людей после воздействия на них однократных доз излучения [5, 8]:

1100—5000 Р — 100% смертность в течение одной недели;

550—750 Р — смертность почти 100%; небольшое количество людей, оставшихся в живых, выздоравливает в течение примерно 6 месяцев;

400—500 Р — все пораженные заболевают лучевой болезнью; смертность около 50 %;

270—330 Р — почти все пораженные заболевают лучевой болезнью; смертность 20 %;

180—220 Р — 50 % пораженных заболевают лучевой болезнью;

130—170 Р — 25 % пораженных заболевают лучевой болезнью;

80—120 Р — 10 % пораженных чувствует недомогание и усталость без серьезной потери трудоспособности;

Если же период облучения будет больше четырех суток, то в облученном организме начинают протекать процессы восстановления пораженных клеток. Эффективность воздействия на организм человека однократной дозы излучения с течением времени после облучения составляет через: 1 неделю — 90 %, 3 недели—60 %, 1 месяц — 50 %, 3 месяца—12 %. Например, если люди были облучены экспозиционной дозой 30 Р три недели назад, то остаточная доза радиации составляет 30-0,6=18 Р. Таким образом, зная возможные дозы излучения и степень поражения ими людей, можно определить вероятные потери среди населения.

получают зависимость

где D _зад — заданная экспозиционная доза излучения; Р_вх — уровень радиации к моменту входа на зараженный участок; t_вх и t_вых — время, прошедшее после взрыва до момента входа и выхода соответственно; Т — продолжительность облучения.

На основании зависимости (16) составляют различного рода таблицы, например табл. 15.

Пример. Грузчики начали работать на железнодорожных платформах (К_осл = 1,5) через 3 ч после взрыва; уровень радиации на территории разгрузочной станции в это время 30 Р/ч.

Определить допустимую продолжительность пребывания рабочих, если им установлена экспозиционная доза излучения 40 Р.

2. По табл. 15 на пересечении значений вертикальной (2,0) и горизонтальной (3 ч) колонок находим допустимое время работы (3 ч 13 мин).

Определение времени начала t_H и окончания t_K работ первой смены (рис. 21).

1. 
   По заданной дозе излучения(Д_зад), степени защиты (К_осл) и продолжительности работы (Г) определяют средний уровень радиации
   

2. 
   Из соотношения K_cp/P_cp=K_i/P_i,полученного из формулы (12), вычисляют среднее значение коэффициентаспада уровня радиации (К_ср); P_i —известное (замеренное) значение уровня радиации для времени после взрыва U; Ki — коэффициент спада уровня радиации для времени t_i (находят потабл.11),
   
3. 
   По вычисленному значению К_ср определяют среднее время для проведения работ t_ср (табл. 11).
   
4. 
   Время начала ведения работ на зараженной местности (рис. 21) примерно будет равно t_H=t_cp—Т/2. Времяокончания работы первой смены (начало работы второй смены) равно t_K== t_сp+T/2, а продолжительность работы второй смены может быть определена по табл. 15 и т. д.
   

2. Определяем К_ср=P_сp • К₁/Р₁ == 25 ·1/135 = 0,187.

3. 
   По табл. 11 по K_cp=K_t = 0,l87находим t_ср = 4 ч.
   
4. 
   Время начала работ t_H=t_ср — Т/2 = 4—2/2 = 3ч.
   

6. Суммарную экспозиционную дозу излучения находим из выражения (13) D=5 ·36 ·3—5 ·5,3 ·15=142,5 Р.

7. При заданной экспозиционной дозе излучения 50 Р потребуется 3 смены.

Первая смена проводит работы в течение 2 ч (с 3 до 5 ч после взрыва).

Вторая смена начинает работы через 5 ч после взрыва при уровне радиации Р₅= 135 ·0,145= 19,6 Р/ч. По табл. 15 для времени начала работы 5 ч и отношения Dзад/Р₅—50/19,6≈2,5 находим продолжительность работы второй смены Т=3 ч 28 мин.

Третья смена начинает работу через 8 ч 30 мин при уровне радиации Р_8,5 = 135 ·0,077=10,3 Р/ч, и оканчивает через 15 ч после взрыва при уровне радиации P₁₅ = 5,3 Р/ч. За это время личный состав смены получит экспозиционную дозу излучения D = 5 ·10,3 Х 8,5—5 ·5,3 ·15 = 40 Р.

Режимы защиты для -различных уровней радиации и условий производственной деятельности, пользуясь расчетными формулами, определяют в мирное время, т. е. до радиоактивного заражения территории объекта.

В табл. 16 приведены варианты режимов производственной деятельности для объектов, имеющих защитные сооружения с коэффициентами ослабления радиации K₁ = 25—50 и К₂=1000 и более. Режимы защиты разработаны с учетом односменной или двухсменной работы рабочих и служащих продолжительностью 10—12 ч в сутки в производственных зданиях (Косл=7) и проживания в каменных домах (Косл = 10).

Например, для рабочих и служащих, использующих для защиты убежища с коэффициентом ослабления Косл ≥1000 при уровне радиации через 1ч после ядерного взрыва 240 Р/ч(табл. 16) соответствует режим защиты, согласно которому работы на объектах прекращаются и люди находятся в убежищах 6 ч. По истечении 6 ч на объекте восстанавливается производственная деятельность. Одна из смен приступает к работе, а вторая находится в убежище. Затем отработавшая смена направляется для отдыха в убежище, а вторая смена приступает к работе. Продолжительность работы в данном режиме — 18 ч. Через 24 ч(18+6) рабочие и служащие переходят на режим с ограниченным пребыванием на открытой местности (не более 1ч в сутки). В этот период рабочие и служащие для отдыха используют жилые дома. Общая продолжительность соблюдения режима 6 суток (18+6+ 120 ч).

Определить допустимое время начала преодоления зараженного участка при условии, что экспозиционная доза излучения за время преодоления не превысит 6 Р. Преодоление участка будет осуществляться на автомашине (К_Осл=2) со скоростью 30 км/ч, длина маршрута 15 км.

2. При продолжительности движения через зараженный участок в течение Т=0,5 ч (15/30) личный состав разведгруппы получит экспозиционную дозу излучения

3. Коэффициент для пересчета уровней радиации пропорционален изменению уровня радиации во времени после взрыва, а следовательно, и изменению экспозиционной дозы излучения. Поэтому личный состав разведгруппы получит экспозиционную дозу излучения 6Р, когда K_t=6/22≈0,27.

Коэффициенту K_t=0,27 (табл. 11) соответствует время, прошедшее после взрыва — 3 ч. Таким образом, личный состав разведгруппы может преодолевать зараженный участок через 3 ч после взрыва. Это время с момента взрыва до пересечения формированием середины участка заражения. Весь путь займет 0,5 ч (15/30). Следовательно, формирование пройдет весь участок заражения за время после взрыва от 2 ч 45 мин до 3 ч 15 мин.

Для облегчения решения задач по оценке радиационной обстановки для уровней радиации от десятков до тысяч, рентген в час разрабатывают возможные режимы проведения СНАВР и производственной деятельности для каждого объекта, которые оформляют в виде таблиц и графиков и используют для принятия решений в условиях непосредственного радиоактивного заражения территории объекта.