Оценка радиационной обстановки на сельскохозяйственном объекте

Министерство  сельского хозяйства  Российской Федерации

  ФБГОУ ВПО Тюменская  государственная  сельскохозяйственная  академия

Кафедра «Безопасности жизнедеятельности» 
 
 
 
 
 
 
 

  РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по  «Безопасности жизнедеятельности  в чрезвычайных ситуациях» 
 
 

Тема: «Оценка радиационной обстановки на

          сельскохозяйственном  объекте» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:

Студентка 3 курса 331гр.

Ефимова Валентина Андреевна

Специальность:

«Экономика и управление на

 предприятии  АПК»

Шифр: Э-090303

Проверил: 
 
 
 
 

                                                       Тюмень, 2011 
 

Содержание 

Введение  ………………………………………………………………………...3

1. РЗМ………………………………………………………………………….4
2. Зоны РЗМ…………………………………………………………………...5
3. Источники ионизирующих излучений……………………………………6
4. Дозиметрические величины и единицы их измерений………………….7
5. Закон спада уровня радиации……………………………………………..9
6. Задача № 1…………………………………………………………………10
7. Поражающее воздействие РВ на людей……………................................12
8. Поражающее воздействие РВ на с/х животных. ………………………..12
9. Поражающее воздействие РВ на растения…………………………….. 15
10. Поражающее воздействие РВ на технику, постройки, корма и воду….16
11. Определение доз облучения. ……………………………………………16
12. Задача № 2………………………………………………………………... 17
13. Приборы дозиметрического контроля………………………………… 19
14. Основные принципы защиты населения. ………………………………20
15. Способы и средства защиты населения……………………………….. 21
16. Защитные сооружения …………………………………………………..23
17. СИЗ. ……………………………………………………………………….26
18. Средства медицинской защиты………………………………………... 28

Расчетная часть……………………………………………………………… 31

Заключение…………………………………………………………………...39

Список  литературы…………………………………………………………. 41 

Введение. 

     Под радиационной обстановкой понимают условия, возникающие в результате применения противником ядерного оружия, разрушение АЭС  обычным оружием или крупной аварией на ядерных реакторах с выбросом в  атмосферу большого количества РВ.

     Радиационная  обстановка определяется масштабом  и степенью радиационного заражения  местности, различных объектов, расположенных  на ней, акватории, воздушного пространства, оказывающего влияние на работу промышленных предприятий, жизнедеятельность населения.

     Влияние и оценка радиационной обстановки проводится для определения влияния радиоактивного заражения местности на население, при этом выявление проводится по данным непосредственного измерения значения мощностей доз излучения (радиационная разведка) и расчетным методом (прогнозирования радиоактивного заражения).

РЗМ. 

     Радиоактивное заражение - это заражение поверхности земли, атмосферы, водоемов и различных предметов радиоактивными веществами, выпавшими из облака ядерного взрыва.

     Радиоактивное заражение как поражающий фактор при наземном ядерном взрыве отличается масштабностью, продолжительностью воздействия, относительной скрытностью поражающего  действия, снижением степени воздействия со временем (спад радиации во времени).

     Источниками радиоактивного заражения являются: продукты цепной ядерной реакции  деления; не разделившаяся часть  ядерного заряда; наведенная радиоактивность  в грунте и других материалах под воздействием нейтронов и осколки металла ядерного боеприпаса.

     Радиоактивные вещества, распадаясь, излучают в основном бета-частицы и гамма-кванты, превращаясь  в устойчивые (нерадиоактивные) вещества. В отличие от проникающей радиации радиоактивное заражение действует в течение продолжительного времени (несколько месяцев, лет, десятков лет и т.д.), представляя опасность для людей и животных.

     Масштабы  и степень радиоактивного заражения  местности зависят от мощности и  вида взрыва, метеорологических и геологических условий, рельефа местности, типа грунта, наличия лесных массивов и растительности. Наиболее сильное заражение возникает при наземных и неглубоких подземных взрывах, в результате которых образуется мощное облако из радиоактивных продуктов.

     Известны случаи локального радиоактивного загрязнения местности во многих городах и населенных пунктах России. Например, в Москве в восьмидесятых годах были обнаружены локальные загрязнения, излучение которых во много раз превышали естественный радиационный фон. 
 
 

     Зоны РЗМ.

     Зоны  радиоактивного заражения характеризуются  параметрами, приведенными на рис. 1:

 
Рис. 1. След радиоактивного облака наземного  ядерного взрыва с уровнем радиации на 1 ч после взрыва: 1 - направление среднего ветра; 2 - ось следа; 3 - наветренная сторона; 4 - подветренная сторона; А - зона умеренного заражения; Б - зона сильного заражения; В - зона опасного заражения; Г - зона чрезвычайно опасного заражения; L - длина следа; b - ширина следа.

     Часть радиоактивных веществ выпадает на поверхность земли в районе взрыва, а большая часть выпадает по мере продвижения облака, образуя  на поверхности так называемый радиоактивный  след (зону радиоактивного заражения), характеризуемый длиной L и шириной b.

     Следовательно, на местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака (рис. 1). В свою очередь, в районе взрыва различают наветренную  и подветренную стороны.

     Зона умеренного заражения (зона А) - уровень радиации на внешней границе зоны на 1 ч после взрыва 8 Р/ч; доза излучения за время полного распада радиоактивных веществ в границах зоны 40-400 Р. На долю этой зоны приходится 78-89 % площади всего радиоактивного следа.

     Зона сильного заражения (зона Б) - уровень радиации на внешней границе зоны на 1 ч после взрыва 80 Р/ч; доза излучения за время полного распада 400-1200 Р. Она занимает 10-12 % площади радиоактивного следа.

     Зона опасного заражения (зона В) - уровень радиации на внешней границе зоны на 1 ч после взрыва 240 Р/ч; доза излучений за время полного распада в зоне 1200-4000 Р. На долю зоны В приходится 8-10 % площади радиоактивного следа.

     Зона чрезвычайно опасного заражения (зона Г) - уровень радиации на внешней границе зоны на 1 ч после взрыва составляет 800 Р/ч; доза излучений на ее внешней границе за время ее полного распада 40 000 Р, а в середине зоны - 10 000 Р.

     Форма следа зависит главным образом  от направления и скорости ветра  на различных высотах в пределах подъема облака взрыва, а также от рельефа местности. На открытой равнинной местности при неизменном направлении ветра след имеет форму вытянутого эллипса. 

     Источники ионизирующих излучений.

     Ионизирующее  излучение – поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды. Они возникают в результате естественных или искусственных радиоактивных распадов веществ, ядерных реакций деления в реакторах, ядерных взрывов и некоторых физических процессов в космосе.

     Источником  ионизирующего излучения (ИИИ) называют объект, содержащий радиоактивный материал, или техническое устройство, испускающее или способное (при определенных условиях) испускать ионизирующее излучение.

     Существуют  естественные (природные) и искусственные  источники; различают закрытые и  открытые источники.

     В природе ионизирующее излучение обычно генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов, ядерных реакций, а также при ускорении заряженных частиц в космосе. Искусственными ИИИ являются искусственные радионуклиды, ядерные реакторы разных типов, радионуклидные нейтронные источники, ускорители элементарных частиц, рентгеновские аппараты.

     Закрытый  ИИИ — источник, устройство которого исключает поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа.

     Открытый  ИИИ — источник, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду. 

Дозиметрические величины и единицы  их измерений.

     Физические  величины, функционально связанные  с радиационным эффектом, называются дозиметрическими. Для количественной оценки воздействия на организм  человека  ионизирующих излучений РВ введен ряд физических величин.

     Активность (А) - отношение числа самопроизвольных распадов атомов за интервал времени к этому интервалу. Единицей измерения активности в системе СИ является Беккерель (Бк). 1 Бк - это активность РВ, соответствующая одному распаду в секунду. Внесистемная единица активности - Кюри – это такое  кол-во РВ, в котором происходит 37 млрд. распадов атомов за секунду,  1 Ки = 3.7*1010 Бк.

     Для измерения величин, характеризующих  ионизирующее излучение, исторически  первой появилась единица «рентген». Эта мера экспозиционной дозы рентгеновского или гамма-излучений.

     Поглощенная доза. Это количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями биологического тела). За единицу поглощенной дозы Д_обл. принимается энергия, равная одному джоулю, поглощенная массой, равной 1 кг, т. е. Дж/кг. В системе СИ эта единица получила название грей (Гр), т. е. 1 Гр = 1 Дж/кг. Внесистемной единицей измерения поглощенной дозы является рад — радиационная абсорбированная доза, при которой энергия в 1 эрг поглощается 1 г любого вещества. Следовательно 1 Гр = 100 рад.

     Эквивалентная доза ионизирующего  излучения Hт – произведение «тканевой дозы» (дозы на орган) Dт на взвешивающий коэффициент wR для излучения R: Hт= wR× Dт. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв). Внесистемной единицей  эквивалентной дозы ИИ является бэр (бэр). Мощность эквивалентной дозы – отношение приращения эквивалентной дозы за какой-то интервал времени. Выражается в зивертах в секунду.

     Эффективная доза ионизирующего излучения Е - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы HTt в органе или ткани Т за время t на соответствующий взвешивающий коэффициент wТ для данного органа или ткани. Единицы эффективной дозы совпадают с единицами эквивалентной дозы.

     Поглощенная, эквивалентная и эффективная  дозы характеризуют меру ожидаемого эффекта облучения для одного индивидуума. Эти величины являются индивидуальными дозами.

     Для оценки меры ожидаемого эффекта при  облучении больших групп людей, вплоть до целых популяций, используется коллективная эффективная доза S - величина, определяющая полное воздействие от всех источников на группу людей. Она представляет собой сумму произведений средней эффективной дозы Еi для i-ой подгруппы большой группы людей на число людей Ni в подгруппе. Единица коллективной эффективной дозы в СИ - человекозиверт (чел·Зв), внесистемная единица - человекобэр (чел·бэр).

     Экспозиционная  доза Х фотонного  излучения - это отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в сухом атмосферном воздухе при полном торможении электронов и позитронов, которые были образованы фотонами в элементарном объеме воздуха с массой dm, к массе воздуха в указанном объеме: Х=dQ/dm. В СИ единицей экспозиционной дозы является один кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемной единицей является рентген (Р), 1Р – 2,58*10-4 Кл/кг.  

Закон спада уровня радиации.

     Характерной особенностью радиоактивного заражения  является спад уровня радиации со временем вследствие распада радиоактивных  веществ. Спад уровня радиации во время  описывает зависимость:

        или         (1)

     где P_t - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t, отсчитываемый с момента ядерного взрыва, ч; P₀ - уровень радиации в момент времени t₀ после взрыва, Р/ч;

     K_t = (t/t₀)^{-1/2 (или n)} - коэффициент для пересчета уровней радиации на различное время после взрыва;

     Коэффициенты К_t = (t/t₂)^{-1,2 (или n)} для пересчета уровней радиации на любое время t, прошедшее после ядерного взрыва.

     P_t = P₀(t/t₀)^{-1,2 (или n)}, или P_t = P₀/K_t,

     где P₀ - уровень радиации в момент времени t₀ после взрыва;

     P_t - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t, отсчитываемый также с момента взрыва.

     Из  закона спада вытекает следующее  правило определения уровня радиации: при семикратном увеличении времени  после взрыва уровень радиации уменьшается  в 10 раз.

     Рис. 2. Изменение уровня радиации во времени  в точке на местности, зараженной радиоактивными веществами (заштрихованная площадь - доза излучения).

     Знание  закона спада позволяет определить уровень радиации на любое время  после взрыва или привести его  к одному времени, используя коэффициенты пересчета на различное время. Например, если известен уровень радиации через 10 ч после взрыва (P₁₀ = 0,5 Р/ч), то уровень радиации на 1 ч после взрыва составит P₀ = P₁₀/K₁₀ = 0,5/0,063 = 8,0 Р/ч. 

     Задача  № 1.

     Рассчитайте величину уровня радиации через 10, 20, 40 и 60 часов после аварийной ситуации на радиационно-опасном объекте и после ядерного взрыва.

     Постройте график, сделайте вывод.

     Дано:

     P₀=9 Р/ч;

     t=10; 20; 40; 60 ч.;

     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.

- Спад уровня радиации после  аварии на радиационно-опасном объекте.

- Спад уровня радиации после  ядерного взрыва. 

     Рис. 1. Закономерность спада уровня радиации. 

     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.