Оценка радиационной обстановки

 

Задача № 1.

Рассчитайте величину уровня радиации через 6, 18, 36 и 72 часа после  аварии на радиационно-опасном объекте и после ядерного взрыва.

Постройте график, сделайте вывод.

Дано:

     P₀=21 Р/ч;

     t=6; 18; 36; 72ч.;

     P_t - ?

Решение:

Закон спада уровня радиации:

    , где

• степень 0,5 – используют для расчета спада уровня радиации после аварии на радиационно-опасном объекте;
• степень 1,2 – используют для расчета спада уровня радиации после ядерного взрыва.

 

   

  

           

  

 

 

Вывод: После ядерного взрыва спад уровня радиации происходит интенсивнее.

 

Поражающее  воздействие РВ на людей.

Поражающее  воздействие РВ на с/х животных.

Находящиеся на зараженной местности люди, животные подвергаются как внешнему гамма-облучению, так и поверхностному заражению осевшими на одежду, кожу, шерстный покров радиоактивными веществами, поражающее действие которых в основном обусловлено наличием в них бета-излучателей. Кроме того, вместе с зараженным воздухом и пищей они попадают внутрь организма человека и животных, вызывая внутреннее заражение.

Воздействие внешнего гамма-облучения на людей и животн: Оно вызывает такой же эффект, как и проникающая радиация. Разница лишь в том, что дозу проникающей радиации живой организм получает в течение нескольких секунд, а доза внешнего облучения накапливается в течение всего времени пребывания на зараженной территории. Накопление в организме происходит неравномерно. Большая ее часть накапливается в первые часы и дни после выпадения радионуклидов, когда уровень радиации наиболее высокий. В первые сутки накапливается 50% суммарной дозы до полного распада РВ, за четверо суток — 60%. Поэтому особенно важно обеспечить защиту от радиации в первые четверо суток после взрыва.

Доза, полученная живым  организмом в течение 4 суток подряд (в любом распределении по дням), называется однократной. При продолжительном облучении в организме наряду с процессами поражения происходят и процессы восстановления. В связи с этим суммарная доза облучения, вызывающая один и тот же эффект, при продолжительном многократном облучении более высокая, чем при однократном. Дозы, не приводящие к потере работоспособности при однократном и многократном облучении, следующие, Р: однократная (в течение 4 суток) — 50; многократная: в течение 10—30 суток — 100, 3-х месяцев — 200, в течение года — 300. Для сельскохозяйственных животных дозой, не приводящей к снижению продуктивности и работоспособности, считается 100 Р.

Превышение указанной дозы вызывает заболевание лучевой болезнью. Лучевая болезнь, вызванная гамма-облучением на зараженной местности, как и вызванная проникающей радиацией в районе ядерного взрыва, протекает, как правило, в острой форме и в зависимости от дозы может быть разной степени тяжести: легкой, средней, тяжелой и крайне тяжелой.

Течение острой лучевой  болезни подразделяется на четыре периода. Первый период начинается сразу после облучения и продолжается от нескольких часов до 2—3 суток. При этом наблюдаются угнетенное состояние, рвота, отсутствие аппетита, покраснение слизистых оболочек. Второй период (скрытый или мнимого благополучия) продолжается в зависимости от полученной дозы облучения от 3 до 14 суток. В это время внешние признаки болезни исчезают и пораженные не отличаются от здоровых, хотя патологические изменения в кроветворных органах прогрессируют. В третий период (разгар лучевой болезни) развиваются все типичные признаки болезни. В четвертом периоде (разрешения) наступает либо выздоровление, либо гибель пораженного человека или животного.

Внешнее воздействие  бета-частиц на людей и животных: При наружном заражении радиоактивными веществами наблюдаются «бета-ожоги» кожных покровов. У людей наиболее часто отмечаются поражения кожи на руках, голове, в области шеи, поясницы; у животных—на спине, а при поедании травы с загрязненного пастбища—на морде. Тяжесть поражения зависит от продолжительности контакта радионуклидов с поверхностью тела человека, животного, с растением. Допустимая степень радиоактивного заражения поверхности тела человека 20 мР/ч, животного— 100 мР/ч при контакте в течение суток.

Внутреннее  поражение людей и животных РВ: Оно может произойти при попадании внутрь организма зараженной пищи и корма. Большая часть радионуклидов проходит кишечник транзитом и выделяется из организма. При этом они вызывают радиационное поражение слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, что приводит к расстройству функций органов пищеварения и снижению продуктивности животных. Другая часть изотопов, биологически наиболее активных, к которым в первую очередь относятся йод-131, стронций-90, цезий-137, обладает высокой радиотоксичностью и почти полностью всасывается в кишечник, распределяясь по органам и тканям организма.

Органы и ткани, в  которых происходит избирательная  концентрация радионуклида, вследствие чего они подвергаются наибольшему облучению и повреждению, называются критическими. Так, наибольшее количество радиоактивного йода концентрируется в щитовидной железе. Это приводит к ее воспалению, некрозу, полному прекращению функции, что является причиной истощения и гибели организма.

Радиоизотопы стронция концентрируются в костной ткани, нарушая функцию кроветворения костного мозга. Цезий-137 равномерно распределяется в мышечной ткани и поэтому менее опасен, чем радиоизотопы йода и стронция. Для всех радионуклидов критическими органами будут кроветворная система и половые железы. Попавшие в организм радиоактивные изотопы выводятся из него. Период, в течение которого из организма выводится половина поступившего количества элемента, называется биологическим периодом полувыведения.

Большая часть РВ выделяется из организма с калом, меньшая—с мочой. Биологически активные элементы выделяются с молоком (с 1 л молока выделяется 1% поступившего за сутки йода-131, 0,6-0,9% изотопов стронция и бария, до 2% цезия-137). У сельскохозяйственной птицы наибольшее количество изотопов выделяется с яйцами, при этом в скорлупе преимущественно концентрируется стронций, в белке - цезий, в желтке -йод.

 

Поражающее  воздействие РВ на растения.

Излучение, поглощаемое  отдельными растениями, испускается  радиоактивными частицами, лежащими на этом растении, а также находящимися на поверхности почвы или соседних растениях. В зависимости от размеров частиц, густоты травостоя или плотности насаждений, формы листа и характера его поверхности (гладкая или опушенная) на растениях задерживается от 8 до 25% оседающей на землю радиоактивной пыли.

В радиационном поражении растений в отличие от людей и животных главную роль играет бета-, а не гамма-излучение. Это объясняется тем, что бета-частицы, обладая определенной массой и меньшей скоростью, сильнее поглощаются растениями, имеющими за счет листьев очень большую поверхность непосредственного контакта с частицами, препятствовать чему практически невозможно.

Радиоактивные вещества, выпадающие на растения, не только загрязняют поверхность, но и всасываются через листья внутрь (йод, цезий), а оказавшись в почве (особенно долго они задерживаются в ее верхнем слое (5—7 см), начинают поступать в растения через корневую систему. Растения наиболее чувствительны к облучению в ранние фазы развития, когда страдают зоны активного роста, т. е. молодые делящиеся клетки. Существует также видовая и сортовая радиочувствительность. Радиочувствительность растений сильно зависит от фазы развития их во время облучения.

Лучевое поражение растений проявляется в замедлении роста и развития, снижении урожайности, понижении репродуктивности семян. Тяжелое поражение приводит к полной остановке роста и гибели растений через несколько дней или недель после облучения.

При выпадении радиоактивных веществ на лесные массивы продукты деления задерживаются преимущественно кронами деревьев (40—90%), причем лиственных пород лучше, чем хвойных. Атмосферные осадки и ветер перемещают радиоизотопы под полог леса. Значительное количество радиоактивных веществ в лесах будет поглощено грибами и ягодами, и содержаться в мясе диких зверей и птиц.

 

Поражающее  воздействие РВ на технику, постройки, корма и воду.

Стойкие отравляющие  вещества заражают технику, постройки, воду, незащищенные корма и продовольствие.

Отравляющие вещества проникают в строительный материал – дерево, бетон, кирпич. В туманообразном и особенно в парообразном состоянии отравляющие вещества проникают через щели и поры в животноводческие и складские помещения, в жилые дома, заражая в них воздух, людей, животных, фураж, различные предметы, внутренние стены. В любом агрегатном состоянии они заражают незащищенные корма и продукты, а в парообразном – проникают через поры и неплотности различной тары. Жидкие отравляющие вещества проникают через мешкотару, брезент, оберточную бумагу, целлофан. Отравляющие вещества типа Vх-газы проникают даже через синтетическую пленку и резину.

Под влиянием радиоактивного загрязнения огромные площади сельскохозяйственных угодий будут выведены из нормального  севооборота, на долгие годы изменится система земледелия, в трудных условиях окажется животноводство, потребуется перестройка работы других объектов агропромышленного комплекса и его партнеров ввиду подрыва сырьевой базы.

 

Определение доз  облучения.

Зная уровень радиоактивного загрязнения местности P(t), т. е. уровень радиации на момент времени измерения или начала работ на загрязненной территории, можно определить дозу облучения Д_обл, которую получит человек за интервал времени от начала облучения (время начала работ в зоне, время входа в зону) до конца облучения (время выхода из зоны, время конца работы в зоне).

Для определения дозы облучения можно воспользоваться  выражением:

        (2)    

 После интегрирования:

         (3)

Если в (3) подставить P₀ из (1): и , то доза облучения человека при нахождении в зоне радиоактивного загрязнения:

 

В случае ядерного взрыва, когда показатель степени n = 1,2, выражение для определения дозы облучения имеет вид:

Д_обл = 5(P_нt_н-P_кt_к), а с учетом коэффициента ослабления K_осл, вносимого зданиями, сооружениями, выражение примет вид:

 

Если же будем рассматривать  облучение человека, находящегося на РЗМ в результате аварии, разрушения АЭС, ядерных реакторов, и показатель степени n = 0,4 по данным после аварии на ЧАЭС выражение для определения дозы облучения примет вид:

Д_обл = 1,7(P_кt_к - P_нt_н).

В общем виде с учетом коэффициента ослабления K_осл:

 

 

Задача № 2.

Рассчитайте величину эквивалентной  дозы, которую получат люди на радиационно-загрязненной территории в течение определенного  времени.

Сделайте вывод.

Дано:

     P₀=21 Р/ч;

     t=8 ч.

  α = 25 %; β = 25 %; γ = 25 %; η_о = 25 %.

     Д -?

Решение:

 

Д_эксп.= 0,877 + Д_погл.

        - 100 %

α = 129,9 ´ 25 % = 32,5 Р

Д_экв. = SQ ´ Д_погл. , где

Q – коэффициент качества показывает во сколько раз данный вид излучения превосходит рентгеновское по биологическому воздействию при одинаковой величине поглощенной дозы.

Коэффициент качества равен:

α  = 20; β = 1;  γ = 1;  η_о = 5-10.

1 Зв. = 100 бер.

Вывод: Данная доза значительно превосходит летальную 8,8 > 6 Зв.

 

Приборы дозиметрического контроля.

Приборы, предназначенные  для обнаружения и измерения радиоактивных излучений, называются дозиметрическими. Их основными элементами являются воспринимающее устройство, усилитель ионизационного тока, измерительный прибор, преобразователь напряжения, источник тока.

Дозиметрические приборы  можно классифицировать по назначению, типу датчиков, измерению вида излучения, характеру электрических сигналов, преобразуемых схемой прибора.

Как же классифицируются дозиметрические приборы?

Первая группа – это рентгенметры-радиометры. Ими определяют уровни радиации на местности и зараженность различных объектов и поверхностей. Сюда относят измеритель мощности дозы ДП-5В (А,Б) - базовая модель. Он предназначен для измерения уровней гамма-радиации и радиоактивной зараженности (загрязненности) различных объектов (предметов) по гамма-излучению. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения определяется в миллирентгенах или рентгенах в час (мР/ч, Р/ч). На смену этому прибору приходит ИМД-5 выполняет те же функции и в том же диапазоне. По внешнему виду, ручкам управления и порядку работы он практически ничем не отличается от ДП-5В.

Вторая группа – Дозиметры для определения индивидуальных доз облучения. В эту группу входят: дозиметр ДП-70МП предназначен для измерения дозы гамма и нейтронного облучения в пределах от 50 до 800 Р. Он представляет собой стеклянную ампулу, содержащую бесцветный раствор. Ампула помещена в пластмассовый (ДП-70МП) или металлический (ДП-70М) футляр. Он закрывается крышкой, на внутренней стороне которой находится цветной эталон, соответствующий окраске раствора при дозе облучения 100 Р (рад). Дело в том, что по мере облучения раствор меняет свою окраску. Это свойство и положено в основу работы химического дозиметра. Он дает возможность определять дозы, как при однократном, так и при многократном облучении. Масса дозиметра - 46 г. Комплект индивидуальных измерителей доз ИД-11 предназначен для индивидуального контроля облучения людей с целью первичной диагностики радиационных поражений. В комплект входят 500 индивидуальных измерителей доз ИД-11 и измерительное устройство. ИД-11 обеспечивает измерение поглощенной дозы гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения в диапазоне от 10 до 500 рад (рентген). При многократном облучении дозы суммируются и сохраняются прибором в течение 12 месяцев. Масса ИД-11 - всего 25 г. Носят его в кармане одежды. Измерительное устройство сделано так, что может работать в полевых и стационарных условиях. Удобно в эксплуатации. Имеет цифровой отчет показаний на передней панели.