Определить толщину стены если необходимо обеспечить коэффициент ослабления kосл равный 20

Рекомендации к решению задачи. 1. Время поражающего действия определяется по формуле:

1. Время поражающего действия определяется по формуле:

, где

h – толщина слоя жидкости для АХОВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива, м;

d – плотность АХОВ, т/м 3 ;

К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (табл.3, прил. 2);

К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 4, прил. 2);

К₇ – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 3, прил. 2).

2. Время подхода облака к городу определяется по формуле:

, где

L – расстояние от источника заражения до объекта;

U – скорость переноса переднего фронта облака, км/ч (табл. 5, Прил. 2).

Вариант 4.

1. Общая характеристика оползней, ураганов, бурь, наводнений.

2. Способы защиты населения в ЧС. Эвакуация населения. В каких случаях она проводится и по какому признаку.

3. ИТМ, направленные на повышение пожароустойчивости зданий и сооружений.

4. Определить толщину кирпичной стены, если необходимо обеспечить коэффициент ослабления (К_осл.) равный 20.

Рекомендации к решению задачи.

, где

h – толщина преграды, см;

d_пол. – толщина слоя половинного ослабления.

Вариант 5.

1. Дать определение биологического оружия. Основные виды возбудителей особо опасных инфекций. Способы применения БО.

2. Мероприятия по защите персонала объекта при угрозе и возникновении ЧС.

3. Оценка степени устойчивости объектов экономики при воздействии поражающих факторов:

а) механических поражающих факторов;

б) на действие теплового (светового) излучения.

4. В шлифовальном цехе объемом U₀ = 5000 м 3 при работающей вытяжке в сутки накапливается М_С = 500 г еловой пыли. Q_Vпыли = 20,4×10 3 кДж/кг. Определить время накопления взрывоопасных концентраций пыли и последствия ее взрыва t = 20 о С.

Источник

Раздел 2. Источники ионизирующих излучений и загрязнений окружающей среды радиоактивными веществами

Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.

Раздел 2. Источники ионизирующих излучений и загрязнений окружающей среды радиоактивными веществами

2.6. Защита от радиационного излучения

При проведении контроля степени облучения сельскохозяйственных животных необходимо определять дозы внешнего облучения. Это можно делать с помощью дозиметрических приборов, но дозу можно определять и путем вычисления. В основе расчетных методов определения доз облучения лежат закономерности взаимодействия ионизирующих излучений с веществом. Вычисление доз облучения при внешнем гамма-облучении

Доза облучения прямо пропорциональна мощности дозы облучения и времени его воздействия:

где D – доза облучения;

P – мощность дозы облучения;

t – время облучения.

Доза облучения от внешних точечных источников прямо пропорциональна мощности дозы облучения и обратно пропорциональна квадрату расстояния до него:

где R – расстояние до источника излучения, см;

D – доза облучения, Р;

P – мощность дозы излучения, Р/ч;

T – время облучения, часы.

Существует взаимосвязь между активностью (А) радиоактивных веществ и мощностью дозы излучения, создаваемой их гамма-излучением. Поэтому в формуле мощность дозы излучения (Р) можно заменить выражением (P = K_γ ´ A) и формула примет вид:

где D – доза облучения, Р;

K_γ – гамма-постоянная данного радиоизотопа (P´см 2 / ч´мКи);

A – активность данного радиоизотопа, мКи;

t – время облучения, часы;

R – расстояние до источника излучения, см.

Доза облучения может быть уменьшена с помощью поглощения излучения материалами защитных экранов. Значение этого коэффициента зависит от вида излучения, его энергии, материала экрана и толщины. Для гамма-излучения его можно рассчитать по следующей формуле:

где К_осл. – коэффициент ослабления излучения, (см. таблицу 28);

h – толщина защитного слоя материала, см;

d_пол. – слой половинного ослабления материала, см, т.е. такая толщина слоя материала, которая ослабляет интенсивность
излучения в 2 раза.

Таблица 28 – Средние значения коэффициента ослабления дозы радиации (К_осл.)
укрытиями и транспортом

Наименование укрытий и транспортных средств

Открытое расположение на местности

Производственные одноэтажные здания (цех)
(коровник, свинарник, кирпичный без перекрытия)

Коровник, свинарник кирпичный с ж/б перекрытием

Жилые каменные дома

Подвал одноэтажного каменного дома

Подвал двухэтажного каменного дома

Жилые деревянные дома

Подвал одноэтажного деревянного дома

Защиту от облучения можно проводить следующими методами:

1. Защита временем. Следует находиться в зоне облучения минимальное время.

2. Защита расстоянием. Следует находиться от источника
излучения на максимальном расстоянии.

3. Защита экранами. Следует использовать защитные средства из различных материалов (орг. стекло, дерево, кирпич, бетон, свинец, резина).

Источник

Примеры решения задач. Задача 9.1. Определить толщину свинцового экрана для защиты оператора от гамма-излучения радиоактивного вещества

Задача 9.1. Определить толщину свинцового экрана для защиты оператора от гамма-излучения радиоактивного вещества, если гамма-эквивалент радиоактивного вещества 84 мгЧ экв.Ra; расстояние от источника до рабочего места 0,6 м; продолжительность работы с источником 24 часа в неделю; энергия гамма-излучения 1,25 МэВ.

Решение. В соответствии с НРБ 76/87 [1, табл. 5.1] оператор относится к группе А облучаемых лиц, эффективная доза для которых Д_эфф не должна превышать 50 мЗв. в год. При равномерном облучении Д_эфф за одну неделю составляет:

(9.1)

где 52 – количество недель в году,

мЗв.

Предельно допустимая проектная мощность дозы при продолжительности работы 24 часа в неделю:

, (9.2)

мЗв/ч.

Доза, которую получит оператор без защиты:

, (9.3)

где R – расстояние от источника излучения до рабочего места, см,

Р.

Так как по условиям задачи облучение оператора происходит гамма-излучением, то экспозиционная доза равна эффективной дозе и составит 47 мЗв.

Поскольку эффективная доза за неделю не должна превышать 0,96 мЗв, а эффективная доза оператора, работающего без защиты, составит 47 мЗв, отсюда рассчитываем кратность ослабления:

, (9.4)

рад.

По [3, табл. 5.8] выбираем толщину защитного экрана 7,2 см.

Задача 9.2. Для нейтрализации статических зарядов на мониторе и системном блоке персонального компьютера используют b -источник. Рассчитать линейный пробег b -частиц в воздухе и определить толщину защитного экрана, если максимальная энергия b -частиц 3 МэВ; защитный материал – железо.

Решение. Линейный пробег b -частиц, см, в воздухе определяем по формуле

(9.5)

где Еb – максимальная энергия b -частиц, МэВ,

см.

Толщину защитного экрана определяем из выражения

, (9.6)

где d – толщина защиты, г/см 2 ,

г/см 2 .

Если известна толщина защиты, d, выраженная в единицах массы, приходящаяся на 1 см 2 , то толщина защитного экрана, выраженная в единицах длины, рассчитывается по зависимости

(9.7)

где r – плотность железа, г/см 3 ,

см.

Слой железа толщиной 0,18 см обеспечит безопасную работу оператора компьютера.

Задача 9.3.Для контроля качества швов применяется гамма-дефектоскоп ГУП–С5–2–1. Определить допустимый объем работы дефектоскописта, если согласно [1] предельно допустимая доза внешнего облучения составляет 5 бэр в год, что соответствует 100 мбэр в неделю или 17 мбэр в день при шестидневной рабочей неделе.

Решение.Предельно допустимую дозу облучения дефектоскописта в течение дня определяем из равенства

(9.8)

где D – допустимая доза облучения дефектоскописта по [1], мбэр/дн; D_УСТ – доза облучения, полученная им при выполнении работы при транспортировке дефектоскопа к месту работы и установке его, цифра 2 показывает, что эта работа проводится дважды (в начале смены и в конце). По данным исследования D_УСТ = 2,05 мР; n – количество сварочных стыков при просвечивании; D_ПР – доза облучения дефектоскописта при подготовке к просвечиванию и просвечиваний стыков (D_ПР = 0,36 мР); D_ТР – доза облучения при транспортировке дефектоскопа к следующему сварному шву (D_ТР = 0,01 мР).

Подставляя известные данные в равенство (9.8), получим:

шт.

Дефектоскопист не получит облучения выше установленной нормы, если в день будет обследовать не более 34 стыков.

Задача 9.4.Определить безопасное расстояние В, на котором может находиться оператор, проводящий измерения плотности бетона при отсутствии экрана, и толщину защитного экрана, если источник излучения – нейтронный; мощность источника 10 6 нейтр/с; энергия нейтронов 5 МэВ; защитный материал – бетон, слой половинного ослабления которого 16 см; при наличии защиты оператор находится на удалении 0,5 м от источника; рабочая неделя – стандартная; облучение проходит параллельным пучком.

Решение. По [1, табл. 5.1] определяем, что оператор относится к персоналу категории А. В соответствии с [1, табл. 10.6] предельно допустимая плотность потока нейтронов j _О = 10 аст/(см 2Ч с).

Находим безопасное расстояние, на котором может находиться оператор, имея ввиду, что

(9.9)

Из выражения (9.9) безопасное расстояние R будет определяться по формуле

(9.10)

где – плотность потока нейтронов при наличии защиты на удалении R от источника, определяемая по формуле

(9.11)

– плотность потока нейтронов на удалении от источника без защиты; h – толщина слоя; d – слой половинного ослабления.

Толщину защитного экрана получаем из выражения

(9.12)

см.

В выражении – плотность потока нейтронов в отсутствие защиты на удалении 1 м от источника согласно [1, табл. 10.6] не должна превышать 10 част/(см 2Ч с), а определяем по формуле (9.9)

нейтр/(см 2Ч с).

см.

Безопасное расстояние, на котором может находиться оператор при отсутствии защиты, составляет 89 см.

Если рабочее место оператора находится на расстоянии 0,5 м от источника, то в этом случае толщина защиты из бетона должна составлять 13,7 см.

Задача 9.5. Определить дозу радиации, которую получат рабочие и служащие локомотивного депо, работая в производственных зданиях с 4 до 16 часов после взрыва, если через 3 часа после взрыва уровень радиации на территории депо был 20 Р/ч.

Решение. По прил. 5 табл. 1 для времени начала облучения t_Н = 4 ч и продолжительности облучения 12 ч находим коэффициент а = 1,2.

С помощью прил. 5 табл. 2 приводим уровень радиации на 1 ч после взрыва

(9.13)

где К_п – коэффициент уровня радиации, который находим по прил. 5 табл. 2.

Р/ч.

По прил. 5 табл. 4 находим, что для здания депо (одноэтажное производственное) коэффициент ослабления К_осл = 7.

Определяем дозу радиации, которую получат рабочие и служащие депо, по формуле

(9.14)

P.

При повторном прил. 5 табл. 3), т.е. часть суммарной дозы облучения, полученной ранее, но не восстановленной организмом к данному сроку. Организм человека способен восстанавливать до 90 % радиационного поражения, причем процесс восстановления начинается через 4 сут от начала первого облучения. Половина полученной дозы восстанавливается примерно за 28–30 сут.

Задача 9.6. Определить продолжительность работ в здании вагонного депо, если они начнутся через 6 ч после ядерного взрыва, а через 4 ч после него на территории депо уровень радиации составлял 40 Р/ч и облучении учитывают остаточную дозу облучения D_ост (

установленная доза облучения за сутки 20 Р.

Решение.Устанавливаем уровень радиации на территории депо на 1 ч после взрыва, пользуясь прил. 5 табл. 2.

Пользуясь формулой (9.13), получим

Р/ч.

По прил. 5 табл. 4 находим К_осл = 7.

Рассчитываем коэффициент а по формуле

(9.15)

где D_У – установленная доза облучения,

.

По прил. 5 табл. 1 для t_н = 6 ч находим величину а = 1,5, которой соответствует допустимая продолжительность работы в здании депо Т_доп = 12 ч.

Если работы в здании вагонного депо начнутся через 6 ч после взрыва, рабочие и служащие получат за 12 ч работы дозу облучения не более 20 Р.

Задача 9.7.Пассажирский поезд должен проследовать по зараженному участку длиной L = 60 км со скоростью V = 40 км/ч. Середину зоны заражения поезд должен пройти через 4 ч после взрыва. Определить дозу радиации, которую получат пассажиры за время следования по зараженному участку, если уровни радиации Р, приведенные к 1 ч после взрыва, составляли последовательно на станциях А 3 Р/ч, Б 192 Р/ч,
Г 60 Р/ч, Д 3 Р/ч, расстояния между станциями примерно равны.

Решение.Определяем средний уровень радиации на зараженном участке, приведенный к 1 ч после взрыва

(9.16)

Р/ч.

Устанавливаем время движения по зараженному участку (время облучения)

(9.17)

ч.

По прил. 5 табл. 4 находим коэффициент ослабления дозы радиации пассажирскими вагонами

.

Определяем дозу радиации, которую получили бы пассажиры при преодолении зараженного участка через 1 ч после взрыва (время пересечения поездом середины зоны заражения):

(9.18)

Р.

Рассчитываем дозу радиации за время преодоления зараженного участка через 4 ч после взрыва

(9.19)

где К_п = 5,28 – коэффициент пересчета уровня радиации с 4 ч на 1 ч (прил. 5 табл. 2),

Р.

Аналогично определяют дозу радиации за время преодоления зараженного участка или любое другое время, используя коэффициент пересчета.

Задача 9.8. Через 1,5 ч после ядерного взрыва уровень радиации на железнодорожной станции составляет: в районе вокзала 31 Р/ч, в районе депо 49 Р/ч. Для выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСиДНР) на станции требуется 24 ч. Определить время ввода на станцию спасательных формирований, число и продолжительность смен, если первая смена должна работать 2 ч и на первые сутки установлена доза облучения 25 Р.

Решение.С помощью прил. 5 табл. 2 определяем уровни радиации, Р/ч, на 1 ч после взрыва:

– в районе вокзала

;

Р/ч;

;

Р/ч.

По [2, прил. 8] находим время начала работ и продолжительность смен при установленной дозе радиации 25 Р.

Результаты сводим в табл. 9.1

Таблица 9.1 Время начала работ, ч (числитель), и продолжительность смен, ч (знаменатель)

Объекты работ	Смены
Вокзал (Р1=50 Р/ч)	2,3	4,3 4,5	8,8	16,8 9,5	–
Депо (Р1=80 Р/ч)	3,8	5,8 3,4	9,2 6,2	15,4	23,4 4,4

Сложив знаменатели, находим, что на 24 ч работ требуется в районе вокзала 4 смены, в районе депо – 5 смен, причем пятая смена работает 4,4 ч.

Действия в районах радиоактивного заражения связаны с риском переоблучения людей и требуют постоянного контроля доз облучения. Для облегчения контроля разрабатывается график посменной работы спасательных формирований в условиях радиоактивного заражения (рис. 9.1).

Рис. 9.1. График посменной работы спасательных формирований станции при ведении АСиДНР в условиях радиоактивного заражения

Задача 9.9. Рабочие и служащие вагоноремонтного завода проживают в каменных домах (К_осл=10). Укрытие рабочих и служащих планируется в убежищах (К_осл=1000). Производственные здания завода – одноэтажные (К_осл=7). Определить типовые режимы защиты рабочих и служащих, в том числе, если через 1 час после ядерного взрыва на территории завода замерен уровень радиации 300 Р/ч.

Решение. По таблицам типовых режимов находим, что условиям проживания (К_осл = 10), работы (К_осл = 7) и укрытия на объекте (К_осл = 1000) соответствуют типовые режимы радиационной защиты №7 [2, прил. 13].

По типовым режимам №7 определяем, что уровню радиации на 1 ч после взрыва 300 Р/ч соответствует режим защиты В-1 общей продолжительностью 15 сут (гр. 4 по [2, прил. 11–13]), в том числе:

I этап – укрытие в убежищах (работа объекта прекращается) в течение 12 ч (гр. 5);

II этап – работа объекта в две смены в производственных зданиях с отдыхом свободной смены в убежищах в течение 1,5 сут (гр. 6);

III этап – работа объекта в две смены в производственных зданиях с отдыхом смен в жилых домах и с ограничением пребывания на открытой местности до 1–2 ч в сутки в течение 13 сут (гр. 7) (рис. 9.2).

Рис. 9.2. График работы вагоноремонтного завода по режиму радиационной защиты №7 В-1 в условиях радиоактивного заражения: – укрытие рабочих и служащих в убежищах с прекращением работы; – отдых в убежищах на объекте; – работы в производственных помещениях; – отдых в жилых домах

Задача 9.10. Рассчитать коэффициент защищенности для следующего режима радиационной защиты путевых рабочих, если радиоактивное заражение произошло через 2 ч после взрыва:

– работа на путях (К₁ = 1) в течение Т₁ = 6 ч (t₁ = 6 ч);

– пребывание в деревянных зданиях (К₁ = 2) в течение Т₂ = 2 ч (t₂ = Т₁ + Т₂ = 6 + 2 = 8 ч);

– пребывание в жилых каменных домах (К₃ = 20) в течение Т₃ = 16 ч (t₃ = Т₁ + Т₂ + Т₃ = 6 + 2 + 16 = 24 ч).

Решение.По прил. 5 табл. 5 для времени заражения t_зар = 2 ч находим:

для t₂ = 8 ч, N₂ = 70 – 62 = 8 ч;

для t₃ = 24 ч, N₃ = 100 – 70 = 30 ч,

где N₁, N₂, N₃ – продолжительности облучения.

Находим коэффициент защищенности по формуле

, (9.20)

.

Коэффициент защищенности путевых рабочих равен 1,5.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нормы радиационной безопасности НРБ 76/87 / Госкомсанэпиднадзор. – М.: 1987.

2. Юрпольский, И.И. Гражданская оборона на железнодорожном транспорте: Учеб.для вузов ж.-д. тр-та / И.И. Юрпольский, Г.Т. Ильин, Н.Н. Янченков; Под ред. И.И. Юрпольского. – М.: Транспорт, 1987.

3. Журавлев, В.П. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях: Учеб. пособие / В.П. Журавлев, С.Л. Пушенко, А.М. Яковлев. – М.: Изд-во АСВ, 1999.

Источник