Радиационная безопасность (тема 4)

1.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра техносферной безопасности
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Тема 4. Практическое занятие
Радиационная безопасность
Бесчаскина Наталья Викторовна
ассисент

2.

2
Радиация в переводе – «излучение»
(солнечное, тепловое, радиоволны,
излучение частиц и др.)
Ионизирующее
излучение
Анимация радиоактивности

3.

3
В физике излучение — передача энергии
в форме волн или частиц
ионизирующее
достаточно для ионизации атомов
и молекул, а также разрыва
химических связей
неионизирующее

4.

Природа ионизирующего излучения (ИИ)
Коротковолновое ЭМИ:
— рентгеновское
— гамма-излучение
Потоки частиц:
— ионов (в т.ч. альфа-частиц – ядер атомов гелия)
— бета-частиц (электронов)
и др.
4

5.

Проникающая способность разных видов
ионизирующих излучений
5

6.

Альфа-излучение
низкая проникающая способность
(до 13 см в воздухе);
задерживается листом бумаги,
одеждой, кожей человека;
попавшие внутрь организма альфа
частицы представляют большую
опасность.
6

7.

Бета-излучение
может проходить в воздухе расстояние до
5 метров, способно проникать в ткани
организма;
слой алюминия толщиной в несколько
миллиметров способен задержать бетачастицы;
проникает
в ткани организма на
глубину 1-2 см.
7

8.

Гамма-излучение
8
обладает ещё большой
проникающей способностью;
задерживается толстым слоем
свинца или бетона
Бетон
1м

9.

Радиоактивность —
самопроизвольный распад атомных ядер
с изменением их параметров,
сопровождающийся ионизирующим
излучением.
Явление радиоактивности было открыто
французским ученым
Анри Беккерелем в 1896 году.
9

10.

Нормативное регулирование
Федеральный закон от 9 января 1996 г.
N 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения»
определяет правовые основы обеспечения радиационной
безопасности населения в целях охраны его здоровья.
Радиационная безопасность — состояние защищенности
настоящего и будущего поколений людей от вредного для
их здоровья воздействия ионизирующего излучения.
10

11.

Нормативное регулирование
11
СанПиН 2.6.1.2523-09
«Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99/2009)
Закрепляет нормы для обеспечения безопасности человека во
всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения
искусственного или природного происхождения.

12.

Источники ионизирующего излучения
12
НРБ-99/2009
техногенные
нормальная эксплуатация / радиационные аварии
досмотр багажа и людей, дефектоскопия на производстве, стерилизация
продукции и отходов, датчики, измерительное оборудование и др.
природные (естественные)
космическое излучение и излучение радиоактивных
веществ, содержащихся в горных породах и
строительных материалах, в почве, воздухе,
воде (основной источник – газ радон)
медицинские
рентгенография, рентгеноскопия, компьютерная
томография, лучевая терапия, исследования и
лечение с применением радиоактивных веществ
В сумме образуют общий радиационный фон
Интроскоп

13.

Виды облучения по отношению
к человеку
внешнее
(через кожу)
1/3
внутреннее
(через воздух, воду, пищу)
2/3
13

14.

Автор: Orderic (wiki)
Структура средней годовой дозы
облучения населения России (2015)
Прочие технические
источники
Радон
Медицинские
источники
Космическое
излучение
Природные изотопы:
внешнее облучение
Природные изотопы:
внутреннее облучение

15.

16.

Измерение ионизирующего излучения
16
Дозиметры, радиометры, спектрометры — приборы для
обнаружения ионизирующих излучений, измерения их энергии
и других свойств.
Методы измерения ИИ:
ионизационный (используются ионизационные
камеры или счетчики)
сцинтилляционный (основан на измерении
интенсивности световых вспышек, возникающих
в люминесцирующих веществах при
прохождении через них ионизирующих
излучений)

17.

Как измерить радиацию?
17
ДОЗА:
экспозиционная доза излучения
Кл/кг, ранее – рентген (Р)
поглощённая доза
Грей (Гр), рад.
эквивалентная (биологическая) доза
зиверт (Зв), ранее – бэр
эффективная доза
зиверт (Зв)

18.

Как измерить радиацию
18
Доза излучения — в радиационной безопасности, физике и
радиобиологии — величина, используемая для оценки степени
воздействия ионизирующего излучения на любые вещества, живые
организмы и их ткани.
Экспозиционная – определяется по количеству ионов, образующихся в
сухом воздухе под действием ИИ. При дозе рентгеновского или гаммаизлучения, равной 1 Р, в 1 см³ воздуха образуется 2,082⋅109 пар ионов.
Поглощённая доза – количество энергии излучения, поглощённое в
единице массы облучаемого вещества. 1 Гр — это такая доза, при которой
массе 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения в 1 джоуль.
Эквивалентная доза рассчитывается из поглощённой с учётом
взвешивающих коэффициентов, которые отражают неодинаковое
воздействие разных видов ИИ на живой организм. 1 Зв = эквивалент
воздействия 1 Гр фотонного излучения на 1 кг живой ткани.
Эффективная доза рассчитывается с учётом неодинакового поражения
отдельных органов и тканей организма.

19.

Воздействие ионизирующих излучений
Любой вид ИИ вызывает биологические изменения
в организме.
Механизм: ионизация атомов и молекул живой материи
(вода в клетках и др).
Нарушения в организме:
обратимые
необратимые (лучевая болезнь,
острая и хроническая)
19

20.

Защита от ИИ
20
N 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения»
Принцип нормирования — непревышение допустимых пределов
облучения граждан от источников ионизирующего излучения
Принцип обоснования
— запрещение всех видов деятельности по
использованию источников ионизирующего излучения, при которых
полученная для человека и общества польза не превышает риск
возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному
радиационному фону облучением
Принцип оптимизации — поддержание на как можно более низком
и достижимом уровне с учетом экономических и социальных
факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц
при использовании любого источника ионизирующего излучения

21.

Защита от ИИ
Внешнее облучение
безопасное использование источника внешнего облучения
защита человека от попадания в его организм
радиоактивных веществ (защита временем, защита
расстоянием и установка защитных барьеров)
21

22.

22
Защитная герметичная камера
для работы с опасными
материалами, в том числе
радиоактивными
Прохождение стойки
детектирования
загрязненности, установленной
на границе зоны
контролируемого доступа на
Курской АЭС

23.

Защита от ИИ
Внутреннее облучение
контроль источника облучения (планирование объекта с
барьерами и вентиляцией)
СИЗ (от простой спецодежды, перчаток и респираторов до
герметичных костюмов с замкнутой системой дыхания)
23

24.

Защита от ИИ
Внутреннее облучение
контроль источника облучения (планирование объекта с
барьерами и вентиляцией)
СИЗ (от простой спецодежды, перчаток и респираторов до
герметичных костюмов с замкнутой системой дыхания)
24

25.

Зоны радиоактивного заражения
– это территория, подвергшаяся заражению радиоактивными веществами
Существует 2 основные количественные характеристики
радиационного заражения:
1. Доза радиации, Д – доза излучения, измеряется в Р (Рентген)
2. Уровень радиации, Р - мощность дозы ионизирующего излучения,
измеряется в Р/ч

26.

Зона Г - Зона чрезвычайно опасного заражения. На внешней границе зоны
Д = 4000Р (в середине зоны – 10000 Р), мощность дозы излучения через 1 ч после
взрыва — 800 Р/ч.
Зона В - Зона опасного заражения. На внешней границе зоны излучения – 1200 Р,
мощность дозы излучения через 1 ч – 240 Р/ч.
Зона Б - Зона сильного заражения. На внешней границе зоны излучения – 400 Р,
мощность дозы излучения через 1 ч – 80 Р/ч.
Зона А - Зона умеренного заражения. На внешней границе зоны излучения – 40 Р,
мощность дозы излучения через 1 ч – 8 Р/ч

27.

Международная шкала ядерных событий, INES
Уровень по шкале
INES
Уровень 7.
Крупная авария
Люди и окружающая среда
Радиологические барьеры и
контроль
Глубоко эшелонированная
защита
27
Примеры событий
Сильный выброс: тяжёлые
последствия для здоровья
населения и для окружающей
среды, возможно, даже в
соседних странах.
Авария на Чернобыльской
АЭС, СССР, 1986 год
Уровень 6.
Серьёзная авария
Значительный выброс: требуется
полномасштабное осуществление
плановых мероприятий по
восстановлению (укрытие,
эвакуация и прочее).
Авария на ПО «Маяк», СССР,
1957 год
Уровень 5.
Авария с широкими
последствиями
Ограниченный выброс: требуется Тяжёлое повреждение активной
частичное осуществление
зоны и физических барьеров.
плановых мероприятий по
Выброс больших количеств
восстановлению.
радиоактивного материала в
пределах установки, так что
вероятна утечка наружу. Крупная
авария с переходом на
критический режим или
пожаром.
Авария на АЭС Три-МайлАйленд, США, 1979 год
Авария на АЭС Фукусима1, Япония, 2011 год
Авария в Уиндскейле,
Великобритания, 1957 год

28.

Критерии оценки безопасности
Уровень по шкале INES
Радиологические барьеры и
Люди и окружающая среда
контроль
Глубокоэшелонированная защита
Расплавление или повреждение
Минимальный выброс:
топливных сборок с небольшим
Уровень 4.
контрмеры ограничиваются
выбросом. Выброс значительных
Авария с локальными контролем продуктов.
количеств радиоактивного материала
последствиями
Единичные смертельные
в пределах установки, так что
случаи¹.
вероятна утечка наружу.
Пренебрежительно малый
выброс: облучение
Уровень 3.
населения более 10
Серьёзный инцидент годовых доз². Видимые
несмертельные эффекты
(например, ожоги)¹
Уровень 2.
Инцидент
Облучение работника
свыше годовой дозы
(≈3 мЗв); облучение
постороннего² свыше 10
мЗв
Инцидент с серьёзными отказами в
средствах обеспечения безопасности.
Найден бесхозный высокоактивный
источник в надлежащей упаковке.
Нарушение упаковки высокоактивного
источника.
Пожар на АЭС Вандельос,
Испания, 1989 год
Многочисленные события
Аномальная ситуация, выходящая за
пределы допустимого при эксплуатации.
Облучение постороннего свыше годовой Многочисленные события
дозы. Утеря, похищение и доставка не по
адресу низкоактивных источников.
Уровень 1.
Аномальная
ситуация
Уровень 0.
Событие с
отклонением ниже
шкалы
28
Авария на ядерном объекте
Токаймура, Япония, 1999 год.
Авария на Сибирском
химическом комбинате 1993 год
Радиоактивность >1 Зв/ч в рабочей Аварию удалось предотвратить, но для
зоне. Сильное радиоактивное
этого пришлось задействовать все
загрязнение в зоне, не
исправные системы безопасности.
предусмотренной проектом, с низкой Также: потеря, похищение или доставка
вероятностью утечки наружу.
не по адресу высокоактивного источника
Радиоактивность >50 мЗв/ч в
рабочей зоне. Радиоактивное
загрязнение распространилось на
зону, не установленную проектом.
Примеры событий
Отсутствует значимость с точки зрения безопасности
Многочисленные события

29.

Фазы протекания аварии на АЭС
1. Ранняя фаза
Это период от начала аварии до момента прекращения
выброса радиоактивных веществ. При Чернобыльской
аварии эта фаза составляла 10 дней.
2. Промежуточная фаза
Период от момента завершения формирования
радиоактивного следа до принятия мер защиты
населения. От нескольких суток до года.
3. Поздняя фаза
Период от момента прекращения ведения работ по
защите до отмены ограничений на жизнедеятельность в
этом районе.

30.

30

31.

Оценка радиационной обстановки
31

32.

Оценка радиационной обстановки
Радиационная обстановка — обстановка, складывающая на территории,
объекте в результате радиационной аварии.
Оценка РО включает определение:
масштаба и характера ЧС,
необходимых мер по защите населения,
целесообразных действий сил
при ликвидации ЧС,
оптимального режима работы объекта
в условиях ЧС и после ее ликвидации.
Проводится методом прогнозирования или по данным разведки.
Цель оценки — определение возможного влияния радиационной обстановки на работоспособность рабочих, служащих, работу формирований
гражданской обороны, бригад ЭМП и жизнедеятельность населения.
32

33.

ГОСТ Р 22.2.11-2018 Безопасность в чрезвычайных
ситуациях. Методика оценки радиационной обстановки
при запроектной аварии на атомной станции
Задачи решаются при помощи:
• Формул (более точная методика)
• Номограмм (менее точная методика)
33

34.

34
Практическая задача №3
«Оценка радиационной обстановки на местности
при проведении аварийно-спасательных
и других неотложных работ в мирное время»
Цель работы: дать оценку радиационной обстановки на
местности при проведении АСДНР в условиях ЧС

35.

Данные обстановки
35
В результате аварии на АЭС, расположенной на территории
населённого пункта г.Борска, произошел выброс
радиоактивных веществ и возникли разрушения зданий и
сооружений, имеются жертвы среди рабочих и служащих.
Для ведения АСДНР из района ЧС направляется сводная
команда механизации работ (со сроком прибытия на объект
согласно варианту). Заданная доза радиоактивного облучения
личного состава на первые сутки установлена Дз = 30 Р.
Штаб ГО города производит выявление радиоактивной
обстановки и планирования ввода сил ГО в очаг поражения.

36.

Обозначения:
Д — доза радиации, Р
t — значение времени после взрыва, ч
Р — уровень радиации на время t, Р/ч
tнр — время начала работ, ч
T — продолжительность рабочей смены, ч
К — коэффициент противорадиационной защиты

37.

Коэффициенты
противорадиационной
защиты
Коэффициенты противорадиационной защиты
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Наименование
Открытая местность
Зараженная траншея
Дезактивированная траншея
Перекрытая траншея
ПРУ
Убежище ГО
Автомобиль (автобус)
Крытый вагон
Одноэтажное производственное здание
Трехэтажное производственное здание
Деревянный дом
Пассажирский вагон
Бульдозер, экскаватор
Таблица 4
Kз
1
3
20
50
100 и более
100 и более
2
2
7
6
3
3
4
37

38.

38
Подготовительный расчёт
Приведение измеренных на местности уровней радиации
ко времени 1 час после аварии (номограмма 1)
Уровень радиации на (t) часов после взрыва составил (уровень
радиации) Р/ч. Установите уровень радиации Р1, Р/ч,
через 1 час после взрыва.

39.

4,5
39
17

40.

40
Часть 1. Определение возможных доз облучения,
полученных при ведении АСДНР
Сводная команда механизации ведет работы на границе зоны Б
в течение T = (продолжительность рабочей смены) ч., начав их
через tнач= (время начала работ) ч после взрыва. Уровень
радиации на 1 час после взрыва составил Р1 (принять из
подготовительного расчёта) Р/ч. Определить дозы облучения
а) бульдозерного звена Дб, коэффициент ослабления радиации
K=4, б) звена резчиков металла Др, K=1.
Сравнить с допустимой дозой облучения Дз = 30 Р.

41.

4
100
1
> < 30 ?
3
41

42.

42
Часть 2. Определение продолжительности рабочих смен
Время начала работ составляет (tнр) ч после взрыва.
Допустимая доза облучения работников Дз = 30 Р, значение
уровня радиации Р1 (принять по первой задаче). Определить
продолжительности рабочих смен в течение суток (3 смены)
Т1, Т2, Т3 для бульдозеристов и резчиков металла. Принять
начало следующей смены сразу по окончании предыдущей.
Бульдозеристы: tнр1 —> Т1
tнр2 —> Т2
tнр3 —> Т3
Для резчиков - аналогично

43.

Бульдозеристы
4
100
1
15

44.

Резчики
металла
4
100
1
2,5 1,5
5
4,5
7

45.

45
Часть 3. Определение допустимого времени начала работ
Найдите допустимое время начала работ tнр бульдозеристов и
резчиков металла, если продолжительность их смены равна
(Т). Уровень радиации Р1 составляет (принять по 1 задаче),
допустимая доза облучения работников Дз = 30 Р.

46.

Вывод
46
В данной работе была проведена … с использованием …. Определён уровень
радиации через 1 ч. после взрыва (Р1) Р/ч.
1. При ведении АСДНР в данной радиационной обстановке: при начале работ
через tнач=…ч после взрыва и продолжительности смены (Т) ч возможные дозы
облучения составят….. С учётом допустимой дозой облучения Дз = 30 Р (по
части 1 сделать вывод о возможности выполнения работ бульдозеристами и
резчиками при данной продолжительности смен).
2. При работе в 3 смены … (по части 2 сделать вывод о времени начала и о
продолжительности рабочих смен обеих специальностей - фиксированные или
определяются по данным радиационной обстановки, указать в часах).
3. (по части 3) При продолжительности нахождения в места заражения
Т=(продолжительность рабочей смены) ч. допустимое время начала работ
бульдозеристов tнр=…, резчиков металла …

47.

Исходные данные
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
47
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Время после
2,0 4,4 3,7 5,0 4,0 3,3 2,0 4,8 3,5 4,5 2,5 3,5 3,0 2,6 2,6 4,7 2,5 4,0 2,0 3,5 3,0 2,4 2,0 3,3 1,5
взрыва, t, ч.
Уровень
радиации на
41 17 29 18 30 19 31 20 32 21 33 22 34 23 35 24 36 25 37 26 38 27 39 28 40
время t, Рt, Р/ч
Время начала
работ, tнр, ч
2,5 4,9 4,2 5,5 4,5 3,8 2,5 5,3 4,0 5,0 3,0 4,0 3,5 3,1 3,1 5,2 3,0 4,5 2,5 4,0 3,5 2,9 2,5 3,8 2,0
Продолжительность рабочей 2,2 3,6 3,9 3,8 3,0 2,2 3,2 2,2 2,2 3,6 3,1 3,2 2,5 2,9 2,6 2,4 3,5 3,3 3,2 3,7 2,9 3,7 2,3 3,1 2,3
смены, Т, ч

48.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра техносферной безопасности
Бесчаскина Наталья Викторовна
ассисент
[email protected]