В.І. Применко, д-р тех наук icon

В.І. Применко, д-р тех наук




Скачати 104.65 Kb.
НазваВ.І. Применко, д-р тех наук
Дата16.08.2012
Розмір104.65 Kb.
ТипДокументи



I SSN 1813–1166. Вісник НАУ. 2005. №1

УДК 504.75.05:621.311.25(045)

В.І. Применко, д-р тех. наук

Б.Т. Канунніков

О.П. Жижченко

В. К. Пастухов

В.А. Лук’янчиков

ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК ПОТУЖНОСТІ ЕФЕКТИВНОЇ ДОЗИ
ЗІ ЩІЛЬНІСТЮ ЗАБРУДНЕННЯ
ПІСЛЯ АВАРІЇ НА АТОМНОМУ РЕАКТОРІ


Інститут екології та дизайну НАУ, e-mail: ied@nau.edu.ua; www.nau.edu.ua

Встановлено аналітичну залежність потужності ефективної дози з віддаллю від місця аварії та щільністю забруднення території після аварії на атомному реакторі.

Вступ


Основними характеристиками радіоактивного забруднення території є потужність ефективної дози та щільність забруднення радіонуклідами . Якщо характеризує ефективну дозу зовнішнього гамма-випромінювання, то – концентрацію на поверхні ґрунту всіх видів випромінювачів.

У зв’язку з цим між наведеними параметрами не існує універсального аналітичного зв’язку. Однак для радіоактивних викидів з певних типів атомних реакторів такий зв’язок можна встановити, використовуючи результати практичних вимірювань.
^

Постановка задачі


Потужність ефективної дози на забруднених територіях є функцією двох незалежних змінних часу t та віддалю l від місця викиду.

Спад потужності ефективної дози може відбуватися з різними швидкостями. Але до факту природного розпаду радіонуклідів додається фактор їх дифузії в навколишнє середовище.

Аналітичному рішенню цих проблем і присвячена дана стаття.
^
Визначення залежності

потужності ефективної дози

від часу і віддалі

Потужність ефективної дози є першим і основним параметром, який встановлюється на зараженій території.

Зменшення потужності ефективної дози зовнішнього опромінення з часом унаслідок аварії на реакторі АЕС можна описати рівнянням [1]:

. (1)

На основі рівняння (1) можна визначити потужність ефективної дози зовнішнього опромінення як функцію часу:

,

де потужність ефективної дози на 1 год після аварії.

Інтегруючи за часом, визначають ефективну дозу :

.

Разом з тим потужність ефективної дози зовнішнього опромінення залежить від віддалі до місця аварії.

Адже радіоактивна хмара з віддалю від епіцентру аварії “сяятиме” все менше радіоактивних частинок, а значить, зменшуватиметься концентрація радіонуклідів на місцевості. Кількісно це явище характеризує рівняння [2]:

,

де – потужність ефективної дози на 1 год після аварії на віддалі l км від місця аварії.

Отримане значення потужності ефективної дози надалі можна використовувати для розрахунку спаду з плином часу:

,

де потужність ефективної дози на час t на віддалі l від місця аварії.


Визначення залежності

потужності ефективної дози

від щільності забруднення

Для довгострокової характеристики рівня
забрудненості території використовують значення щільності забруднення
.

У зв’язку з цим актуальним стає питання встановлення взаємозв’язку між потужністю та щільністю забруднення .

Універсальної залежності тут не може бути, адже потужність ефективної дози характеризує лише зовнішнє гамма-випромінювання, тоді як щільність характеризує ще й розпад альфа- та бета-випромінюючих радіонуклідів.

Однак для конкретних випадків такий зв’язок можливий.

Взаємозв’язок між потужністю та щільністю під час ядерних вибухів характеризується співвідношенням [3]

= 3,7·10 Бк·м–2

при = 6,46·10³ мкЗв·годˉ¹ [3].

Для випадку чорнобильської катастрофи встановлено залежність між потужністю Eext та щільністю забруднення As (табл. 1) [4].

^ Таблиця 1

Залежність між потужністю ефективної дози
та щільністю забруднення

, мкЗв·год

, Бк·м

0,0646

0,37·10

0,646

3,7·10

6,46

29,6·10

12,92

55,5·10

32,30

148,0·10

64,60

222,0·10

129,30

296,0·10

193,80

370,0·10

323,00

555,0·10

646,00

3000,0·10


Наведені дані можна описати рівнянням:

.

При цьому коефіцієнт K буде змінюватися залежно від концентрації радіонуклідів на поверхні землі.

Згідно з законом України “Про правовий режим території, що зазнала забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи” [5] уся територія України розділяється на чотири зони за значенням щільності забруднення, As всіх основних альфа-, бета-, гамма-випромінювачів:

перша зона – зона відчуження:

As ≥2,02 МБк·м–2;

друга зона – зона обов’язкового відселення:

0,67 МБк·м–2 ≤ As < 2,02 МБк·м–2;

третя зона – зона добровільного відселенняе:

0,191 МБк·м–2 ≤ As < 0,67 МБк·м–2;

четверта зона – зона посиленого контролю:

0,038 МБк·м–2 ≤ As < 0,191 МБк·м–2.

Для наведених зон коефіцієнт ^ K згідно з даними табл. 1 становитиме:

К = 3 для першої зони;

К = 6 для другої зони;

К = 8 для третьої зони;

К = 10 для четвертої зони.

Оскільки практичні завдання, пов’язані з перебуванням населення, найбільш актуальні для другої, третьої та четвертої зон, можна вивести усереднений коефіцієнт, що пов’язує щільність забруднення з потужністю ефективної дози :

.

Розрахований коефіцієнт пропорційності між щільністю забруднення і потужністю ефективної дози практично не зменшується з часом. Це випливає з того, що співвідношення між активністю альфа-, бета-, гамма-випро-мінювачами з часом не змінюється (табл. 2).

^ Таблиця 2

Співвідношення між щільностями забруднення альфа-, бета-, гамма-випромінювачами

четвертої зони, %

Випромінювач

Рік

1986

2016

Альфа

96,90

96,72

Бета

2,90

2,89

Гамма

0,20

0,39


Таким чином, потужність ефективної дози слід пов’язувати не тільки з часом, а й з віддалю від зруйнованого реактора. Для конкретних варіантів радіоактивного зараження місцевості може бути встановлений функціональний зв’язок між щільністю забруднення та потужністю ефективної дози .

У 1986 р. авторами проведено системний аналіз спаду зовнішнього опромінення в чет-вертій зоні посиленого радіоекологічного контролю.

При цьому вимірювання здійснювалося у 50 фіксованих точках.

Інтенсивність цього спектру з травня по липень 1986 р. зафіксована в табл. 3

^ Таблиця 3

Спад потужності ефективної дози

зовнішнього опромінення

Дата вимірювання

, мкЗв·год-1

08.05.86

(12-й день після аварії)

1,290

11.05.86

(15-й день після аварії)

0,900

26.05.86

(30-й день після аварії)

0,580

31.05.86

(91-й день після аварії)

0,258


Розрахунки показника n за цими даними виконані за формулою [6]:

.

Досліджені три варіанти:

– варіант I:

15-й день, , мкЗв·год-1;

30-й день, 0,58, мкЗв·год-1;

;

– варіант II:

15-й день, , мкЗв·год-1;

96-й день, 0,258, мкЗв·год-1;

;

– варіант III:

30-й день, , мкЗв·год-1;

96-й день, 0,258, мкЗв·год-1;

.

Спад потужності ефективної дози зов-нішнього опромінювання на території четвертої зони, що досліджувалася, ілюструють рис. 1, 2.

Так, в початковий період на характер спаду значно впливали кліматичні умови.

, мкЗвгод-1

Дата

Рис. 1. Зміна радіаційної обстановки на території четвертої зони у травні 1986 р.:

1 – після дощу; 2 – листя; 3 – карнизи, підвіконня;
4 – гамма-фон


, мкЗвгод-1

Дата

Рис. 2. Зміна радіаційної обстановки на території
четвертої зони з травня по липень 1986 р.:

1 – листя; 2 – грунт; 3 – гамма-фон


Опади, що випадали, та сильний вітер різко підвищували ступінь радіоактивного забруднення території за рахунок змивання і розсіювання радіоактивного пилу з дахів будівель, листя дерев та кущів. Це, в свою чергу, викликало різке підвищення гамма-фону з наступним різким спадом його протягом однієї-двох діб внаслідок дифузії радіонуклідів.

З рис. 2 видно, що гамма-фон дослідженої території вже наприкінці червня 1986 р. стабілізувався і зменшився до 0,258 мкЗв·годˉ¹, а напри-кінці 1986 р. – становив 0,129 мкЗв·годˉ¹, що практично не відрізняється від нормального для проживання людей.

Достовірність цієї величини гамма-фону підтверджується розрахунками.

Використовуючи залежність



де n = 0,67 при = 96 діб;

=0,258 мкЗв·годˉ¹,

при діб отримаємо:

= 0,1266 мкЗв·годˉ¹.

У результаті наведеного аналізу зміни Eext на забрудненій території в зоні посиленого радіоекологічного контролю можна стверджувати, що спад на забрудненій території після аварії на Чорнобильській АЕС відбувався більш інтенсивно, ніж це дають теоретичні розрахунки 2. Це пов’язано з додатковим розсіюванням радіонуклідів за рахунок як природних, так і антропогенних процесів (дощ, вітер, штучне змивання).

Висновки

Установлено аналітичний взаємозв’язок між потужністю ефективної дози гамма-випроміню-вання з рівнем радіації для випадку чорнобильської катастрофи.

Спад рівня радіації в четвертій зоні забруднення випереджає теоретичні розрахунки, що пов’язано з дифузією радіонуклідів у навколишнє середовище.
^

Список літератури


1. Безопасность авиапредприятий в чрезвычайных ситуациях / И.Ф. Воронков, Н.Ф. Наумов, В.К. Пастухов и др. – К.: КМУГА, 1996. –128 с.

2. Расчёт радиационной обстановки в очаге заражения / И.Ф. Воронков, Б.Т. Канунников, В.К. Пас-тухов, В.И. Применко. – К.: КМУГА, 1997. – 28 c.

3. Защита от оружия массового поражения / А.Н. Калитаев, Г.А. Живетьев В.В. Мясников и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Воениздат, 1989. – 398 с.

4. Авсеенко В.Ф. Дозиметрические и радиометрические приборы и измерения. – К.: Урожай, 1990. – 144 с.

5. Про правовий режим території, що зазнала радіоактивного забруднення внаслідок Чорно-бильської катастрофи: Закон України від 27.02.1991 //ВВРУ. – 1991. – №16. – 199 с.

6.  Радиационная и химическая безопасность на воздушном транспорте / Б.Б. Иванов, Н.Ф. Наумов, В.К. Пастухов, В.И. Применко. – К.: КИИГА,
1992. – 200 с.

Стаття надійшла до редакції 09.12.04.

В.И. Применко, Б.Т. Канунников, А.П. Жижченко, В.К. Пастухов, В.А. Лукьянчиков

Взаимосвязь мощности эффективной дозы с плотностью загрязнения после аварии на атомном
реакторе

Установлена аналитическая зависимость мощности эффективной дозы с удалением от места аварии и плотностью загрязнения территории после аварии на атомном реакторе.

V.I. Prymenko, B.T. Kanunnikov, A.P. Zhyzchenko, V.K. Pastuhov, V.A. Lukyanchikov

Interrelation of effective doze power with pollution density after accident at atomic reactor

The analitical relation between doze power at control point taking into account the distance to the place of accident and contamination after accident on atomic reactor.

Схожі:

В.І. Применко, д-р тех наук iconО пиролизованности каменноугольной смолы1
Канд тех наук Е. Т. Ковалев, докт тех наук В. И. Шустиков, канд тех наук В. М. Ефименко, канд тех наук А. И, Сморода,Ж. Л. Гольдова...
В.І. Применко, д-р тех наук iconВ.І. Применко, д-р тех наук 2Б. Т. Канунніков
Виведено рівняння розрахунку спаду рівня радіації та активності радіонуклідів як функції віддалі від зруйнованого атомного реактора....
В.І. Применко, д-р тех наук iconВ.І. Применко, д-р техн наук Б. Т. Канунніков О. П. Жижченко
Запропоновано модель розрахунку режиму радіаційного захисту персоналу підприємств, що опинилися в зоні зараження після аварії на...
В.І. Применко, д-р тех наук iconAbstract Averin G. “The grounds of systemdynamics”
До тех пор, пока не удастся его создать, общественные науки будут развиваться с большим трудом. Этим, мне кажется, объясняется тот...
В.І. Применко, д-р тех наук iconРобоча група Харківської національної академії міського господарства з напрямку «Реформа житлово-комунального господарства»
...
В.І. Применко, д-р тех наук iconМіжнародна науково-технічна конференція, присвячена 80-річчю Дніпропетровської області та 90-річчю
В. а д-р техн наук, проф.; Перегудов В. В., д-р техн наук, проф.; Рудь Ю. С., д-р техн наук, проф.; Сидоренко В. Д., д-р техн наук,...
В.І. Применко, д-р тех наук iconГосударственный стандарт союза сср конструкции и изделия железобетонные радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения
Л. Г. Родэ, канд техн наук; В. А. Клевцов, д-р техн наук; Ю. К. Матвеев; И. С. Лифанов; В. А. Воробьев, д-р техн наук; Н. В. Михайлова,...
В.І. Применко, д-р тех наук iconГосударственный стандарт союза сср система стандартов безопасности труда шум общие требования безопасности гост 12 003-83
Г. И. Варнашов; А. А. Меньшов, д-р мед наук; В. Н. Сога; Ю. П. Пальцев, канд мед наук; А. В. Колесникова, канд мед, наук; Ш. Л. Злотник,...
В.І. Применко, д-р тех наук iconПоложення про спеціалізовані вчені ради
Національної академії наук, Академії медичних наук, Української академії аграрних наук, Академії педагогічних наук, Академії правових...
В.І. Применко, д-р тех наук iconЗатверджено наказом Вищої атестаційної комісії України
Національної академії наук, Академії медичних наук, Української академії аграрних наук, Академії педагогічних наук, Академії правових...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи