Определение размеров зон радиоактивного загрязнения и облучения щитовидной железы

Зоны радиоактивного загрязнения представляют собой участки местности, ограниченные изолиниями доз внешнего облучения, которые может получить незащищенное население при открытом расположении за промежутки времени, определяемые с момента начала выброса радиоактивных веществ (время формирования заданной дозы облучения). Фактическое время формирования дозы облучения меньше на время подхода облака (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Зоны радиоактивного заражения при радиационной аварии

Приведенное время подхода радиоактивного облака t_п (ч), отсчитываемое с момента начала выброса радиоактивных веществ в атмосферу, определяется по формуле:

(5.102)

где X - расстояние до аварийного реактора по оси следа радиоактивного облака, км; U₀ - скорость ветра на высоте флюгера (10 м), м/с; φ - коэффициент, учитывающий распределение скорости ветра по высоте и размерность величин X и U₀ и принимающий значения при конвекции - 0,23, изотермии - 0,20, инверсии - 0,09.

Время подхода радиоактивного облака является временем начала радиоактивного загрязнения местности.

Зоны облучения щитовидной железы представляют собой участки местности, ограниченные изолиниями доз, которые может получить незащищенное население при ингаляционном поступлении радиоактивных веществ за время прохождения облака.

Дополнительная информация: заданные дозы внешнего гамма-облучения D_о (Гр) и облучения щитовидной железы D_ж (Гр) при открытом расположении, выбираемые, как правило, в соответствии с критериями для принятия решения (табл. 5.40).

Таблица 5.41

Глубины (L_x, км) зон радиоактивного загрязнения и облучения щитовидной железы для принятия неотложных решений по защите населения в начальном периоде аварии для реакторов РБМК-1000 и ВВЭР-1000 при различной степени вертикальной устойчивости атмосферы и скорости ветра (м/с) на высоте 10 м

Зона	Конвекция			Изотермия			Инверсия
	≤2	3	4	≤2	5	≤7	≤2	3	4
Укрытие (уровень А, 5 мГр за первые 10 суток на все тело)	240 >300	200 > 240	190 >220	>280 >260	>300 >200	>260 > 300	250 275	>280 210	> 300 >250
Укрытие (уровень Б, 50 мГр за первые 10 суток на все тело)	55 110	40 110	35 80	140 200	163 300	160 295	140 140	185 130	220 180
Эвакуация (уровень Б, 500 мГр за первые 10 суток на все тело)	10 21	8 5	6 И	45 70	30 44	25 53	60 57	60 50	50 50
Йодная профилактика взрослые:
уровень А, 250 мГр за первые 10 суток для щитовидной железы	20 140	62 125	51 98	160 180	185 235	195 240	160 185	190 220	205 270
уровень Б, 2500 мГр за первые 10 суток для щитовидной железы	48 28	11 20	9 14	60 90	48 90	40 78	77 105	85 120	87 130
дети:
уровень А, 100 мГр за первые 10 суток для щитовидной железы	255 278	227 275	198 270	277 260	287 >300	297 > 300	243 257	280 290	290 > 300
уровень Б, 1000 мГр за первые 10 суток для щитовидной железы	21 141	80 124	54 101	152 178	179 230	190 232	161 181	184 218	122 265

Примечание. В числителе приведены значения для РБМК-1000, в знаменателе - для ВВЭР-1000.

Порядок решения задачи

1. Поданным табл. П.9 определяется степень вертикальной устойчивости атмосферы, соответствующая погодным условиям и времени суток.

2. На карте (плане) обозначается положение аварийного реактора и в соответствии с заданным направлением ветра черным цветом наносится ось следа радиоактивного облака.

3. По табл. 5.41 определяются глубины прогнозируемых зон радиоактивного загрязнения L_x, соответствующие заданным значениям дозы внешнего облучения и времени ее формирования, погодным условиям, типу ЯЭР, а также находятся глубины прогнозируемых зон облучения щитовидной железы, соответствующие заданной дозе облучения.

4. Максимальные ширины зон L_y (км) (на середине глубин) определяются по формуле

L_y = AL_X , (5.103)

где A - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы и принимающий значения при конвекции - 0,20, изотермии - 0,06, инверсии - 0,03.

5. Площади зон радиоактивного загрязнения S(км²) и облучения щитовидной железы находятся по формуле:

(5.104)

6. Используя найденные размеры, зоны в масштабе карты отображаются в виде правильных эллипсов (см. рис. 5.10).

При решении задач с разрушением реакторов типа ВВЭР-440 глубины зон определяются умножением данных, рассчитанных для реактора ВВЭР-1000, на коэффициент 0,663:

(5.105)

Пример 15. В 23.00 26 мая произошло разрушение реактора РБМК-1000 на Ивановской АЭС с выбросом радиоактивных веществ в атмосферу.

Метеоусловия: скорость ветра на высоте флюгера (10 м) U_о = 5 м/с, направление ветра ψ, град, облачность переменная.

Определить размеры зон возможного радиоактивного загрязнения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию и эвакуации населениям также размеры зон облучения, на территории которых должна производится йодная профилактика детей и взрослого населения.

Решение

1. Согласно табл. П.9 для заданных метеоусловий (лето, ночь, переменная облачность, U₀ = 5 м/с) наиболее вероятная степень вертикальной устойчивости атмосферы - изотермия.

2. По табл. 5.40 определяем, что верхние критериальные значения доз облучения, при которых нужно проводить:

укрытие населения составляет 50 мГр за первые 10 суток на все тело;

эвакуацию - 500 мГр за первые 10 суток на все тело;

йодную профилактику: для взрослых - 2500 мГр и для детей - 1000 мГр за первые 10 суток для щитовидной железы.

3. Глубины зон радиоактивного загрязнения, на территории которых необходимо проводить защитные мероприятия по укрытию и эвакуации населения, а также размеры зон облучения, на территории которых производится йодная профилактика детей и взрослого населения, определяем по табл. 5.41:

укрытие населения (50 мГр, 10 суток) = 163 км;

эвакуация населения (500 мГр, 10 суток) = 30 км;

йодная профилактика взрослых (2500 мГр, взрослые) = 48 км;

йодная профилактика детей (1000 мГр, дети) = 179 км.

4. По формуле (5.103) определяем максимальную (на половине длины) ширину зоны (коэффициент А для изотермии равен 0,06):

5. По формуле (5.104) определяем площадь зон радиоактивного загрязнения:

6. Результаты вычислений сводим в таблицу

Наименование зон	Размеры зон
	Lx, км	Lу, км	S, км2
Укрытие населения (50 мГр за первые 10 суток на все тело)	163	9,8	1278
Эвакуация населения (500 м Гр за первые 10 суток на все тело)	30	1,8	43
Йодная профилактика: взрослые (2500 м Гр за первые 10 суток для щитовидной железы) дети (1000 мГр за первые 10 суток для щитовидной железы)	48 178	2,9 10,7	111 1530

7. Используя найденные размеры, зоны отображаются на картах, планах, схемах в соответствующем масштабе.