Смоленский. Гражданская защита в ЧС. Часть 1

advertisement
Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
В. К. СМОЛЕНСКИЙ
И. А. КУПРИЯНОВ
ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА
В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ
СИТУАЦИЯХ (ЧС)
Учебное пособие
Часть 1
Санкт-Петербург
2007
1
УДК [69.002.5 – 625.08] × 502.37 «363»
Рецензенты: канд. техн. наук, проф. О. Н. Савчук (Высшее инженерное училище);
академик, д-р педагог. наук, проф. Г. Л. Грозовский (Академия
физической культуры); проф. В. А. Мозин (Академия театрального
искусства)
Смоленский, В. К., Куприянов, И. А
Гражданская защита в чрезвычайных ситуациях (ЧС). Часть 1: учебное
пособие / В. К. Смоленский, И. А. Куприянов; СПб. гос. архит.-строит.
ун-т. – СПб., 2007. – 99 с.
Содержатся: понятие о российской системе предупреждения и действий
в ЧС, понятие о ЧС и их классификация, поражающие факторы ЧС, оценка
химической, инженерной, пожарной, радиационной, биологической, медицинской
обстановки в условиях ЧС мирного и военного времени.
Пособие предназначено для студентов всех специальностей, обучающихся
в СПбГАСУ.
Ил. 38. Табл. 51. Библиогр.: 5 назв.
Рекомендовано Редакционно-издательским советом СПбГАСУ в качестве
учебного пособия
Темы 1, 2. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ДЕЙСТВИЙ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ
СИТУАЦИЯХ (ЧС).
ПОНЯТИЕ О ЧС, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Цель: изучить основные принципы организации защиты населения и территории в ЧС. Дать понятия о воздействии поражающих (негативных) факторов, характерных для ЧС, на человека.
Учебные вопросы:
1. Роль и место защиты населения и территорий в ЧС.
2. Хронология создания Единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС).
3. Руководящие и планирующие документы РСЧС (ГО).
4. Организационная структура РСЧС РФ. Основные направления
деятельности Гражданской обороны по подготовке к защите населения и территорий.
5. Чрезвычайные ситуации. Поражающие факторы в ЧС. Логические и математические модели при прогнозировании ЧС.
6. Ионизирующие излучения и понятие о дозах радиации.
7. Ударная волна. Показатели воздействия на препятствия.
8. Пожары. Общие сведения. Основные параметры.
9. Вредные вещества. Воздействие их на живой организм.
10.Бактериологические (биологические) ЧС.
Вопрос 1. Роль и место защиты населения
и территорий в ЧС
Ó В. К. Смоленский, И. А. Куприянов,
2007
Ó Санкт-Петербургский государственный
архитектурно строительный университет,
2007
2
В последние годы на развитие мировой цивилизации всё большее
влияние оказывают природные бедствия, техногенные катастрофы, экологические проблемы, этнические конфликты, войны, несущие серьёзные угрозы для человечества.
По данным Государственного доклада о состоянии защиты населения и территорий РФ от ЧС природного и техногенного характера
в 2003 г. произошло 838 ЧС, погиб 1161 человек, пострадало 15 631,
при этом 286 человек пострадали в ЧС природного характера. Вследствие биолого-социальных ЧС пострадало 796 человек. Совершено
3
19 террористических актов, при которых погибло 250 человек, пострадало – 916. В то же время в два раза по сравнению с 2002 г. увеличился
показатель ЧС, связанных со взрывами в зданиях, на технологическом
оборудовании и коммуникациях объектов экономики (ОЭ), на одну треть –
аварий с выбросом АХОВ. Силами ГПС МЧС РФ от пожаров спасено
93 940 человек, что на 34 % больше, чем в 2002 г.
Государственная политика в области ЧС – совокупность научно
обоснованных теоретических положений, правовых и экономических
норм, относящихся к предупреждению и ликвидации ЧС в целях защиты жизни и здоровья людей, ОЭ и окружающей среды, а также организационных мер для разработки долгосрочных целевых программ и планов мероприятий с предназначенными для этого органами, силами
и средствами.
На основе государственной политики в области ЧС разработана
концепция Российской системы предупреждения и действий в ЧС
(РСЧС) – система взглядов, принципов и общих положений, определяющих на ограниченный период времени цели и задачи, замысел создания и структуру Российской системы предупреждения и действий в ЧС,
формирования её органов управления, сил и средств для организации
защиты населения, ОЭ и окружающей среды в ЧС.
Концепция РСЧС выступает как фактор социальной безопасности
в экстремальных условиях мирного времени и как фактор обеспечения
жизнедеятельности государства во время войны.
РСЧС (практическое осуществление концепции) – система органов государственного управления РФ всех уровней и различных общественных организаций с имеющимися у них силами и средствами,
а также комплекс мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС,
обусловленных авариями, катастрофами, стихийными и экологическими бедствиями, эпидемиями, эпизоотиями, эпифитотиями или применением современных средств поражения, по защите населения, ОЭ
и окружающей среды при возникновении и ликвидации ЧС.
Решение задач защиты в особо экстремальных ситуациях, т. е.
в случае войны, определяется как гражданская оборона (ГО) страны.
ГО – система оборонных мероприятий, осуществляемых в целях
защиты гражданского населения и ОЭ от опасностей, возникающих при
военных действиях.
Состояние и развитие ГО определяют следующие факторы:
· экономические возможности государства;
· наличие конфликтных ситуаций вблизи границ РФ;
· развитие и расширение НАТО (вступление в НАТО Латвии,
Литвы, Эстонии, Болгарии, Румынии, Словакии, Словении) способствует продвижению сил альянса к границам России;
· наличие оружия массового поражения и появление оружия нового поколения;
усиление угроз невоенного характера, связанных с экономической, миграционной, информационной, этнической, конфессиональной и нравственно-психологической экспансией;
· возрастание угрозы терроризма с применением ОМП (оружия
массового поражения);
· недостаточные финансовые возможности государства.
ГО, как основная часть системы национальной безопасности
и оборонной способности страны, должна быть готова:
· выполнять задачи в любых вариантах развёртывания военных
действий и крупномасштабных террористических актов, в том числе
с применением ОМП;
· принимать участие в защите населения и территории в условиях ЧС природного и техногенного характера.
Основными принципами организации РСЧС (ГО) являются:
· руководство и организация РСЧС (ГО) возлагается на руководителей ОЭ и исполнительные органы власти всех уровней;
· РСЧС (ГО) организуется по территориально-производственному принципу; это означает, что планирование и проведение всех мероприятий осуществляют как органы управления по административному делению, так и министерства, ведомства, учреждения, ведающие
производственной и хозяйственной деятельностью;
· все мероприятия РСЧС (ГО) осуществляются в тесном взаимодействии с вооружёнными силами;
· решение задач РСЧС (ГО) осуществляется в комплексе с решением задач экономического и социального развития всех отраслей хозяйства;
· организационная структура РСЧС (ГО) отвечает требованиям
быстрого перевода всех систем управления производства и хозяйства в
целом с режима повседневной деятельности на режим ЧС;
· РСЧС (ГО) – это не только система общегосударственных мероприятий, но и всенародное дело.
4
5
Вопрос 2. Хронология создания Единой государственной
системы предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС)
Система РСЧС (ГО) возникла в силу исторической необходимости защиты мирного населения и ОЭ как в мирное время, так и в ЧС.
Хронология создания Единой государственной системы предупреждения и действий в ЧС (РСЧС) приведена в табл. 1.
Таблица 1
Хронология создания и совершенствование «Гражданской защиты в ЧС»
Дата
04.10.1932 г.
13.07.1961 г.
1971 г.
19.12.1991 г.
18.04.1992 г.
Событие
Создание системы защиты народного хозяйства и населения (безъядерный период)
Создание системы защиты населения и
народного хозяйства на всей территории
страны (ядерный период)
ГО подчинено МО страны
Указ президента страны о создании Государственного комитета по делам ГО и
ЛПСБ (№ 305)
Постановление правительства РФ о создании Российской Системы предупреждения и действий в ЧС
08.05.1993 г.
Указ президента РФ о гражданской обороне (№ 643)
10.01.1994 г.
ГКЧС указом № 66 преобразовано в министерство (министр С.К. Шойгу)
05.11.1995 г.
(позже в
2004 г.)
11.11.1994 г.
12.02.1998 г.
Постановление правительства РФ о
«Единой системе предупреждения и ликвидации ЧС № 1113» (№ 736 в 2004 г.)
Федеральный закон РФ «О защите населения и территории от ЧС природного и
техногенного характера»
Федеральный закон РФ «О гражданской
обороне»
6
Наименование
и примечание
МПВО
ГО
ГКЧС
РСЧС
Повышение ответственности и
восстановление
системы РГО
Министерство по
делам ГО и ЧС и
ЛПСБ
РСЧС (ГО)
Указ, ФЗ № 68
Указ, ФЗ № 28
Вопрос 3. Руководящие и планирующие документы
РСЧС (ГО)
Указом президента РФ от 10.01.94 г. № 66 на базе ГКЧС РФ
образовано Министерство РФ по делам ГО и ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС). Министерству переданы
функции Госкомчернобыля России, Комитета по проведению подводных работ (КОПРОН), Государственной авиационно-космической службы поиска и спасения, Государственной противопожарной
службы.
Организация и функционирование системы РСЧС (ГО) определяется основными законами и постановлениями правительства РФ. Федеральные законы: «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» от 11.11.94 г.;
«О гражданской обороне» от 12.02.98 г. Постановления правительства
РФ: «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций», «О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», 13.09.96 г.; «О создании
(назначении) в организациях структуры подразделений (работников),
специально уполномоченных на решение задач в области ГО», № 782
от 10.08.99 г.; «О гражданских организациях ГО», № 620 от 10.06.99 г.;
«О порядке создания убежищ и иных объектов ГО», № 139 от 25.11.99
г. и др. В законах и постановлениях даны основные понятия ЧС, общие
для РФ нормы.
Основополагающие документы РСЧС (ГО) подразделяются на
две группы: постоянно действующие (законы, указы, постановления
правительства, приказы МЧС) и периодически издаваемые (ежегодные приказы (директивы), планы мероприятий на военное и мирное
время и др.).
Кроме перечисленных общих руководящих документов по каждому министерству и ведомству, имеются свои, издаваемые ими документы. В частности, для строительных организаций это СНиП II-11-77*
(нормы проектирования защитных сооружений ГО), СНиП 2.01.51–90
(нормы проектирования инженерно-технических мероприятий ГО
(ИТМГО) и др.
7
Вопрос 4. Организационная структура РСЧС РФ.
Основные направления деятельности Гражданской
обороны по подготовке к защите населения и территорий
В соответствии с требованиями указов президента и постановлений правительства, а также концепции системы защиты населения
и территории в ЧС осуществлена и постоянно совершенствуется организационная структура РСЧС РФ (рис. 1–4).
Президент РФ
Федеральный уровень
Министерство РФ по
делам ГОЧС и ликвидации последствий
стихийных бедствий
Главное управление
Правительство
Межведомственная комиссия
Штаб войск ГО
РФ
Региональный уровень
Региональный центр по
делам ГО, ЧС и ликвидации последствий СБ
Соединения подразделений ГО
Территориальный уровень
КЧС по делам ГО,
ЧС и ликвидации
последствий СБ
РГО – глава администрации области (края)
Управление по
делам ГО, ЧС и
ликвидации последствий СБ
Местный уровень
КЧС города (района) по ГО, ЧС и
ликвидации СБ
РГО – глава администрации города (края)
Управление по
делам ГО, ЧС и
ликвидации последствий СБ
РГО – руководители ОЭ
Отдел по делам
ГО, ЧС и ликвидации СБ
Объектовый уровень
КЧС ОЭ
РСЧС состоит из территориальных и функциональных подсистем
и имеет пять уровней (подробнее см. рис. 1):
· федеральный;
· региональный;
· территориальный;
· местный;
· объектовый.
Территориальные подсистемы РСЧС создаются в субъектах РФ,
состоят из звеньев, соответствующих административно-территориальному делению этих территорий.
Функциональные подсистемы РСЧС создаются Федеральными
органами исполнительной власти для организации работ по защите от
ЧС в среде их деятельности и порученных им отраслях экономики.
Координирующими органами РСЧС являются: на федеральном уровне – Межведомственная комиссия; на региональном уровне – региональные
центры по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий,
на остальных уровнях – комиссии по чрезвычайным ситуациям (КЧС).
Аварийноспасательные подразделения
Постоянная
готовность
(центры
спасателей
и др.)
Функции:
спасательные работы и ликвидация
последствий ЧС
Войска ГО
Войска МО
Постоянная
готовность
Постоянная
готовность
АС и ДНР
(аварийноспасательные и другие неотложные работы)
Решением
президента
Войска:
химические
дорожные
ЖДВ
ВВС
строительные
Силы и
средства
МВД
Постоянная
готовность
Милиция
ОМОН
ВВ
Автономная
работа –
3 сут.
Рис. 1. Организационная структура РСЧС РФ
Рис. 2. Силы РСЧС
8
9
Нештатные
аварийноспасательные формирования
(НАСФ)
Создаются
по решению
руководителя ОЭ
Силы ГО
Войска ГО
Войсковые
части и подразделения
вооружённых сил РФ
НАСФ:
потенциально опасные объекты
Решением
президента
Зачисляются:
мужчины
18–60 лет
женщины
19–55 лет
Аварийноспасательные
службы и
аварийноспасательные
формирования в соответствии с
законами РФ
Рис. 3. Силы гражданской обороны
РГО
Глава исполнительной
власти (руководитель
ОЭ)
Комиссия
по чрезвычайным ситуациям создаётся на ОЭ
при необходимости и наличии материальнотехнической базы
Органы
управления
Эвакокомиссии
Службы
Силы
Уполномоченный
по делам
ГО, ЧС,
ЛПСБ
(штаб ГО)
Планирование и
организация эвакуации
Решение
задач по
профилю
служб
Ликвидация ЧС,
ДНР и др.
задачи
В состав сил и средств РСЧС входят силы и средства федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти
субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций, участвующих в соответствии с возложенными на них обязанностями в наблюдении и контроле за состоянием окружающей природной среды,
потенциально опасных объектов и ликвидации ЧС.
В зависимости от обстановки, масштаба прогнозируемой или возникшей ЧС решением соответствующего органа исполнительной власти в пределах конкретной территории могут устанавливаться режимы:
· повседневной деятельности;
· повышенной готовности;
· ЧС.
Для ликвидации ЧС создаются: резервный фонд правительства РФ
на ликвидацию ЧС и запасы материальных ресурсов; ведомственный
резерв финансовых и материальных ресурсов за счёт федерального органа исполнительной власти; резерв финансовых и материальных ресурсов субъектов РФ; местный резерв за счёт средств местного бюджета;
объектовый резерв финансовых и материальных ресурсов – за счёт собственных средств организации.
Финансирование РСЧС осуществляется на каждом уровне за счёт
соответствующего бюджета и средств организаций.
Финансирование целевых программ по защите населения и территорий от ЧС по обеспечению устойчивого функционирования организации осуществляется в соответствии с законодательством РФ и законодательством субъектов РФ.
Вопрос 5. Чрезвычайные ситуации. Поражающие факторы
в ЧС. Логические и математические модели
при прогнозировании ЧС
Рис. 4. Структура подсистемы местного и объектового уровня
При проведении мероприятий по ликвидации последствий аварий
(А), катастроф (К) и стихийных бедствий (СБ), а также при выполнении расчётов, разработке планов, нормативных документов по действиям в ЧС необходим единый подход в области знаний о происхождении,
развитии ЧС, их основных характеристиках и способах защиты.
В практике решения задач по защите от ЧС имеются некоторые
различия в связи с привлечением большого количества специалистов,
ОЭ и организаций. Поэтому целесообразно дифференцировать подхо-
10
11
ды к методике, теории и практике. В данном учебном пособии подход
к этому вопросу будет отвечать задачам строительных организаций.
Классификация ЧС (рис. 5, 6; табл. 2) является основанием этих знаний и позволяет системно охватывать всю предметную область, включающую в себя структуру, термины и определения, методологию анализа ЧС.
Чрезвычайные ситуации
По времени протекания
Взрывного действия
Плавно протекающие
Трансграничные
Федеральные
Региональные
Территориальные
Местные
Локальные
По масштабу
Лесное хозяйство
Сельское
хозяйство
Жилищнокоммунальное
хозяйство
Транспорт
Строительство
Промышленность
По ведомственной принадлежности
Общественнополитические
Экономические
Биологосоциальные
Природные
Техногенные
По среде возникновения
Определение ЧС дано в законе «О защите населения и территории
от ЧС природного и техногенного характера» от 11.11.94 г.
ЧС – это обстановка на определённой территории, сложившаяся
в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за
собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей
природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.
Стихийные
бедствия
Изменения в
земной коре
(землетрясения тектонические
или вулканические,
извержения
вулканов)
Увеличение
уровня воды
(наводнения, цунами, паводки)
Воздействие атмосферных явлений то
Возникновение огня
Изменения
в почве
Чрезвычайные ситуации
Техногенные
катастрофы
Антропогенные
Производственные
Изменения:
атмосферы
состава воздуха
состава почвы
русел рек и гидросистем
Пожары и взрывы
Транспортные
Социальнополитические
конфликты
Национальная вражда,
теракты
Гражданская
война
Взрывы, механические
повреждения
Гидротехнические
Затопления,
крушения
Озоновые дыры
Безъядерная
война
Загрязнение
тяжелыми
металлами
Ядерная
война
Вторичные
повреждения
Рис. 6. Типы и виды чрезвычайных событий, инициирующих ЧС
Рис. 5. Классификация чрезвычайных ситуаций
12
Космические
катастрофы
13
Таблица 2
Классификация ЧС по масштабам распространения и последствий
Вид ЧС
Локальная
Местная
Территориальная
Региональная
Федеральная
Трансграничные
Показатели, характеризующие ЧС
Размер
Кол-во
Число пострадавших человек с материального
наруше(чел.)
нием жиз- ущерба
(в МРОТ)
недеятельности
(чел.)
Не более 10 Не более
Не более
100
1
10–15
100–300
50–500
300–500
50–500
500–1000
1–5
5–500
Размер зоны
ЧС (пределы
территории)
Объект производственного
или социального значения
Населённый
пункт, город,
край
Субъект РФ
500–5000 Два субъекта
РФ
Свыше 500 Свыше
Свыше
Более двух
1000
5000
субъектов РФ
ЧС, поражающие факторы которых выходят за
пределы РФ, либо ЧС, которая произошла за рубежом, но затрагивает территорию РФ
Выделение сил и
средств
для ликвидации
ЧС
Таблица 3
Поражающие факторы и их основные параметры
Объект
Органы
местного
самоуправления
Субъект
РФ
Субъект
РФ
Субъект
РФ
Правительство
РФ
В основу математических моделей прогнозирования последствий
ЧС мирного и военного времени положена причинно-следственная связь
двух процессов: воздействия поражающих факторов на объект и сопротивление самого объекта этому воздействию. Оба процесса носят
ярко выраженный случайный характер. Например, величина давления
во фронте ударной волны при действии на сооружение может принимать различные значения с разной вероятностью. Аналогично, даже при
воздействии одинаковой нагрузки на здание будет существовать различная вероятность их разрушения (влияние разброса характеристик
прочности материалов, отклонения в размерах строительных элементов и др.). Также и поражение людей будет зависеть как от перечисленных факторов, так и от ряда других случайных событий. Результаты
анализа позволяют сделать вывод о том, что для прогнозирования по14
следствий ЧС мирного и военного времени необходимо применять вероятностный подход. Для этого основными пространственно-временными факторами, влияющими на последствия ЧС, принимаем: интенсивность воздействия поражающих факторов ЧС (табл. 3), размещение
населённого пункта относительно объекта воздействия, характеристики грунтов, конструктивные решения и прочность зданий и сооружений, плотность застройки и расселение людей в пределах населённого
пункта, режим нахождения людей в зданиях в течение суток и в зоне
риска в течение года.
Виды ЧС
Землетрясение
Взрывы
Пожары
Цунами, прорывы
плотин
Радиационные аварии
Химические аварии
Поражающие факторы
Параметры
Обломки зданий и со- Интенсивность земоружений
летрясения
Ударная волна
Избыточное давление во фронте ударной волны
Тепловое излучение
Плотность теплового
потока
Волна цунами, волна
Высота волны, скопрорыва
рость, площадь и
длительность затопления, давление гидравлического потока
Радиационное зараже- Доза облучения
ние
Токсические нагрузки Предельно допустимая концентрация,
токсическая доза
Решение задач по прогнозированию ЧС и их воздействию на человека и территории связано с аналитическими, табличными или графическими зависимостями. Эти зависимости позволяют определить
интенсивность поражающих факторов при прогнозировании последствий той или иной ЧС в рассматриваемой точке. Зависимости, определяющие поле поражающих факторов при прогнозировании последствий
ЧС, называют моделями воздействия (они характеризуют интенсивность
и масштаб воздействия).
При рассмотрении математического моделирования целесообразно остановиться на понятии риска как комплексной оценке опасности.
Риск обычно интерпретируется как вероятностная мера возникновения
15
техногенных или природных явлений, сопровождающихся формированием и действием вредных факторов и нанесением при этом социального, экономического, экологического, а в ряде случаев и эстетического ущерба.
Методы теории вероятности по своей природе приспособлены
только для исследований массы случайных явлений, они не дают возможности предсказать исход отдельного случайного явления, но дают
возможность предсказать средний суммарный результат массы случайных однородных явлений, исход массы аналогичных опытов, конкретный исход каждого из которых остаётся неопределённым.
Отмечается как эмпирический факт та особенность случайных
явлений, которую можно назвать «свойством устойчивости частот при
большом количестве опытов».
Для количественной оценки риска воспользуемся теоремой Якова
Бернулли (1654–1705): «…простейшая форма закона больших чисел,
которая устанавливает связь между вероятностью события и частотой
его появления: при достаточно большом числе опытов можно с практической достоверностью ожидать сколь угодно близкого совпадения частоты с вероятностью».
Среда обитания – взаимно пересекающиеся среды (рис. 7):
1
Количественная оценка риска события характеризуется частью
реализации опасности за определенное время:
n
,
T
где n – количество происшествий; T – время.
R=
(1)
Пример. Производственный риск в СНГ приблизительно 10–4
(т. е. около 14 погибших на 140 тыс. чел.). Это на два порядка выше, чем
в мире. Характерно, что человек является не только объектом воздействия
ЧС, но и причиной их возникновения.
Ошибки моделирования: 45 % аварий на АЭС; 80 % аварий
на транспорте; 64–66 % аварий на ОЭ и строительстве.
Другим показателем риска является масштаб риска:
n
Rh = ,
(2)
T
где h – вид происшествия.
Масштаб риска обратно пропорционален времени совершения
происшествия.
Основным показателем риска является риск поражения Rп
Rп = Rh × Pп ,
(3)
опасность по времени T Þ [t ].
Всегда существует объект поражения, опасность для которого
определяется параметрами (см. табл. 3).
где Pп – вероятность поражения.
Риск поражения прямо пропорционален масштабу риска и вероятности поражения.
Основная задача гражданской защиты в ЧС – минимизация риска
поражения.
На минимизацию риска события (авария, катастрофа и т. д.) влияют качество проектов (строительство, техника и т. д.), подготовка персонала, повышение устойчивости транспортной системы, прочность
сооружений и т. д.
На минимизацию вероятности поражения окажут влияние наличие СИЗ, ЗС, обучение населения, совершенствование РСЧС, подготовка специалистов РСЧС и др.
В результате ЧС возникают зоны поражения, загрязнения, разрушения, пожаров, затопления и др. Внутри зон обнаруживаются очаги
поражения.
16
17
4
3
2
Рис. 7. Природная среда (1); техногенная среда (2);
человеческое общество (3);человек (4)
Каждая среда представляет собой потенциальную опасность.
Количество опасностей N Þ ¥ .
Рассматриваем N Þ [n]; время действия опасности T Þ ¥ , каждая
Зона поражения – потенциально опасна для жизни людей. В очагах поражения уже происходят массовые поражения населения, животных, сельскохозяйственных угодий. Очаги поражения могут быть радиационными, химическими, биологическими и т. д.
Вопрос 6. Ионизирующие излучения и понятие
о дозах радиации
Факторы
Внешнее
Внутреннее
облучение
облучение
от
при употребпроходяще- лении зараго заражен- женных проного облака дуктов, воды
Контактное
Заражение
облучение
от активности радио- при контакте
с зараженным
нуклида
в источнике предметом
(наведенная
радиация)
Ионизирующее излучение – это излучение, состоящее из потока
элементарных частиц и квантов электромагнитного излучения, взаимодействие которых с веществом приводит к образованию в этом веществе разнополярных ионов. Энергия частиц ионизирующего излучения измеряется во внесистемных единицах – электронвольтах (ЭВ).
С ионизирующими излучениями в любом регионе земного шара
встречаются ежедневно; это фон земли, который складывается из трех
компонентов:
· космического излучения (приходящего из космоса);
· излучения от находящихся в почве, в воздухе и воде, строительных материалах естественных радиоактивных элементов;
· излучения от природных радиоактивных веществ, которые
с пищей и водой попадают внутрь организма; кроме того, сюда относятся излучения, которые используются в медицине.
Все виды ионизирующего излучения можно подразделить на две
группы:
· электромагнитное, к которому относятся рентгеновское и гамма (g)-излучение;
· корпускулярное, т. е. излучение разного рода ядерных частиц:
рентгеновское, g-излучение, бета (b)-излучение, альфа (a)-излучение,
нейтронное (n°)-излучение.
Факторы радиоактивной опасности представлены на рис. 8.
Степень воздействия радиации на человека определяется величиной полученной дозы – количества ионизирующих излучений, поглощенных единицей массы облучаемой среды.
Источник ионизирующего излучения – устройство или радиоактивное вещество, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.
Радионуклиды – атомы радиоактивного вещества с данным атомным числом и атомным номером, а для изомерных изотопов – и с данным энергетическим состоянием атомного ядра.
Активность радионуклида в источнике – мера радиоактивности,
равная отношению числа самопроизвольных ядерных превращений
в этом источнике за малый интервал времени к этому интервалу. Единица измерения активности: внесистемная – Кюри (Ки); в системе Си –
Беккерель (Бк).
Внешнее облучение (тело облучения вне источника ионизирующего облучения) происходит главным образом за счет g- и b-излучений.
Внутреннее облучение тела происходит от находящегося внутри
него источника ионизирующего излучения за счет a-, b-, g-излучений.
Дозиметрические характеристики радиационного воздействия
являются критериями, определяющими меру опасности для человека;
ими являются дозы облучения.
Поглощенная доза, основная дозиметрическая величина – это энергия, поглощенная единицей массы облучаемого вещества. Единицы
измерения дозы указаны в табл. 4.
Экспозиционная доза характеризует ионизирующие возможности
рентгеновского и g-излучения в воздухе. Внесистемная единица измерения – рентген, Р; в системе Си – кулон на килограмм, Кл/кг.
Рентген – доза рентгеновского или g-излучения, под действием
которого в 1 см3 сухого воздуха при t = 0 ºC и давлении 760 мм рт. ст.
(0,1 МПа) создаются ионы, несущие одну электростатическую едини-
18
19
Внешнее облучение
инсоляционного
характера
Рис. 8. Факторы радиоактивной опасности
цу количества электричества каждого знака (т. е. 2,08·109 пар ионов
в 1 см3 воздуха).
Таблица 5
Предельно допустимые дозы радиации
Таблица 4
Дозы облучения
Название
Поглощенная
доза
Экспозиционная
доза
Эквивалентная
доза
Активность
радиоактивных
источников
Единица измерения
Внесистемная
В системе СИ
Рад (радиационноГрей (Гр)
адсорбированная)
Рентген (Р)
Кулон на
килограмм
(Кл/кг)
Бэр (биологический
Зиверт (Зв)
эквивалент рентгена)
Кюри (Ки)
Беккерель
(Бк)
Категории населения
Соотношения
1 Гр = 100 рад
1 Р = 2,58×10-4
Кл/кг
1 Зв = 100 бэр
Эквивалентная доза представляет собой поглощенную дозу, в которой учтена разница эффективностей биологического воздействия данного вида излучения и g-излучения. Этот учет происходит за счет коэффициента качества излучения, который показывает, во сколько раз данный вид излучения эффективней при биологическом воздействии, чем
g-излучение (при одинаковой поглощенной дозе в тканях тела).
Единицы измерения эквивалентной дозы: внесистемная – бэр;
в системе Си – зиверт (Зв), 1 Зв равен 100 бэр, 1 бэр » 1 рад.
Бэр (биологический эквивалент рентгена) – такая поглощенная доза
любого излучения, которая вызывает такой же биологический эффект,
что и 1 Р при g-излучении.
Рассмотрим некоторые соотношения показателей радиоактивности для рентгеновского и g-излучения:
1 Зв = 100 бэр; 1 бэр » 1 рад;
1 Р » 0,87 рад; 1 Р » 0,93 бэр.
Принимаем 1 Гр = 1 Зв; 1 Р » 1 бэр » 1 рад.
Наибольшая доза радиации, эффективное действие которой на
организм не вызывает в нем необратимых изменений, называется предельно допустимой дозой (ПДД). В соответствии с требованиями
НРБ-2000 ПДД предусматривается (табл. 5).
При однократном (на срок не более 4-х сут) облучении человека в
зависимости от величины полученной суммарной дозы облучения различают четыре степени лучевой болезни, приведенные в табл. 6.
20
Нормы, рад/год
Без аварии
В случае аварии
Категория А – население, работающее с
радиационными материалами
5
25
Категория Б – население, работающее в
30-километровой зоне
АЭС
0,5
10
Категория В – остальное население
0,15
0,4–0,5
Таблица 6
Воздействие радиоактивности на организм человека
Степень, доза,
рад
I (легкая)
100–200
Скрытый
период
2–3 недели
II (средняя)
200–400
Около недели
III (тяжелая)
400–600
До нескольких
часов
IV (крайне
тяжелая)
Более 700–
1000
20–30 мин
после
облучения
Первичная
реакция
Процент
выздоровления при
условии лечения
Через 2–3 ч 30–50 % – полное
после
выздоровление и
облучения
при отсутствии
лечения
Через 1–2 ч 70–80 % – полное
после
выздоровление при
облучения
условии лечения
Через 20–40 50–80 % –
мин после
выздоровление при
облучения
специализированном
лечении
Без лечения, как правило,
летальный исход
Примечание. Первичная реакция после облучения: тошнота и рвота,
покраснение кожи, повышение температуры, расстройство кишечника.
21
Действия излучения на организм характеризуют следующие особенности:
1. Высокая эффективность поглощения энергии; даже малые дозы
могут вызывать глубокие биологические изменения в организме.
2. Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующего излучения (период мнимого благополучия).
3. Действие от малых доз может суммироваться, или накапливаться (эффект кумуляции). Через 3 мес. после облучения остается 10–15 %
дозы от первичной. Допускаемая суммарная доза, полученная в течение жизни человека (70–75 лет), 100 бэр согласно НРБ-2000.
4. Излучение воздействует не только на данный живой организм,
но и на его потомство (генетический эффект).
5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002–0,005 Гр
наступает изменение в крови.
6. Не каждый организм одинаково реагирует на облучение.
7. Действие больших доз изучено на достаточном уровне; в механизме же действия малых доз много неизвестного. В результате воздействия ионизирующего излучения нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. Биологический
эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, вида излучения, размера облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма. Смертельные
поглощенные дозы для отдельных частей тела следующие: голова –
20 Гр, нижняя часть живота – 30 Гр, верхняя часть живота – 50 Гр, грудная клетка –100 Гр, конечности – 200 Гр.
Аварии на АЭС могут быть без разрушения реактора с выбросом
парогазовой смеси радионуклидов (излучение a- и b-радиации) или
с разрушением реактора с выбросом долгоживущих радионуклидов.
В первом случае люди укрываются в герметизированных помещениях, во втором – в ЗС ГО или эвакуируются.
Вокруг действующей АЭС установлены санитарно-защитные
зоны: на расстоянии 3–5 км проникновение запрещено; на расстоянии 30 км территория находится на постоянном дозиметрическом контроле.
На границах зон организуются пункты дозиметрического контроля и дезактивации транспортных средств.
Зоной радиационного заражения считается территория, где при
аварии ПДД превышается.
Для категории населения Б границу зоны будет определять уровень радиации 0,15 рад/ч.
Для оценки опасности происшествий на АЭС по аналогии
с 12-балльной шкалой силы ветра и 9-балльной для землетрясений разработана международная шкала МАГАТЭ. С сентября 1990 г. она внедрена в СССР. Шкала содержит 7 уровней: 1-й – происшествие незначительное; 2-й – происшествие средней тяжести; 3-й – происшествие
серьезное; 4-й – аварии в пределах АЭС; 5-й – аварии с риском для
окружающей среды; 6-й – аварии тяжелые; 7-й – аварии глобальные.
Подавляющее большинство происшествий на наших АЭС относятся к 1-му или 2-му уровням; аварию в 1979 г. в США на АЭС «Тримейл-Айленд» с повреждением активной зоны реактора относят к 5-му
уровню; аварию в Чернобыле в 1986 г. относят к 7-му уровню по шкале
МАГАТЭ.
В мирное время обращается внимание на радиационно опасные
объекты (РОО). РОО – это предприятия (объекты), при авариях на которых или при разрушении которых могут произойти массовые поражения людей, а также окружающей среды. К ним относят предприятия
ядерно-топливного цикла: по изготовлению ядерного топлива, по переработке его отходов и их захоронению; научно-исследовательские
и проектные организации, имеющие ядерные установки и стенды; транспортные ядерные энергетические установки; военные объекты.
Радиационные аварии классифицируют: по радиологической значимости (тяжести); по экологической значимости; по радиационной защите
населения. Различают четыре фазы развития радиационной аварии:
· начальная – период времени, предшествующий началу выброса радионуклидов в среду;
· ранняя – период собственно выброса радиоактивных веществ (РВ),
продолжительность фазы от нескольких минут до нескольких суток;
· промежуточная – период, в течение которого нет дополнительного поступления радионуклидов из источника выброса; эта фаза начинается с первых часов с момента возникновения аварии и продолжается до нескольких недель и более;
· поздняя (восстановительная) фаза – период возврата к условиям нормальной жизнедеятельности населения; продолжается от нескольких недель до нескольких лет.
22
23
Зоны проведения мероприятий характеризуются следующими
уровнями плотности загрязнения почв (Ки/км2):
· зона отчуждения (чрезвычайно опасного радиационного загрязнения, зона Г), по цезию-137 более 40 Ки/км2;
· зона отселения (зона опасного радиоактивного загрязнения,
зона В), по цезию-137 15–40 Ки/км2;
· зона проживания с правом на отселение (зона сильного радиационного загрязнения, зона Б), по цезию-137 5–15 Ки/км2;
· зона проживания с льготно-экономическим статусом (зона умеренного загрязнения, зона А), по цезию-137 1–5 Ки/км2;
· зона радиоактивной опасности (радиационной аварии, зона М) –
территория, на которой могут быть превышены предельные дозы,
установленные НРБ-2000. Поглощенная доза может достигнуть
0,014 рад/ч.
После стабилизации радиационной обстановки в районе аварии в
период ликвидации ее долговременных последствий могут быть установлены зоны:
1. Отчуждения – с загрязнением по g-излучению свыше 20 мрад/ч.
2. Временного отселения – с загрязнением по g-излучению
5–20 мрад/ч.
3. Жесткого контроля – с загрязнением по g-излучению 2–5 мрад/ч.
Пересматриваются границы с учетом изменения радиационной
обстановки не реже 1 раза в 3 года.
Рассмотрим очаги радиационного поражения военного времени
при применении ядерного оружия.
Ядерное оружие – оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных ядерных реакциях деления тяжелых ядер изотопов урана (92 U232, 92U235 и плутония 94 Pu299) или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер – изотопов водорода (дейтерия
и трития).
Мощность ядерных боеприпасов характеризуется тротиловым эквивалентом, т. е. массой заряда взрывчатого вещества (тротила), при
взрыве которого выделяется такое же количество энергии, что и при
взрыве ядерного боезаряда.
Тротиловый эквивалент обозначается символом q и выражается в
тоннах (т), килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт).
По мощности взрыва ядерные боеприпасы делятся на калибры:
сверхмалый (q = 0,01–1 кт); малый (q = 1–10 кт); средний (q = 10–100 кт);
крупный (q = 100–1000 кт = 1 Мт); большой мощности – мегатонного
класса q > 1 Мт.
Энергия ядерного взрыва, приходящаяся на поражающие факторы, зависит от вида взрыва (табл. 7).
Виды ядерных взрывов и их особенности: различают космические (на высоте более 100 км), высотные (выше 10 км), воздушные (не
выше 10 км), наземные, подводные, надводные.
24
25
При радиационных авариях с выбросом РВ окружающая среда
загрязняется продуктами деления урана и плутония (чаще всего – более двух десятков основных радионуклидов).
Особую опасность представляют радионуклиды химических элементов, которые активно участвуют в физиологических процессах, проходящих в организме. К ним относятся:
· короткоживущий йод-131 (I131) с T = 8,5 сут, нарушение деятельности щитовидной железы (T – период полураспада);
· изотоп цезия-137 (Cs137) c T = 30 лет;
· стронций-90 (Sr90) с T = 27 лет;
· плутоний-239 (Pu239) с T = 4×10 лет (кроветворная система, белокровие).
По опыту ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы
выделяют следующие зоны проведения мероприятий по ликвидации
последствий радиоактивного загрязнения (за время формирования радиоактивного следа выброса), рис. 9.
N
Г
14 рад/ч
RГ = 2,8
км
В
Б
4,2 рад/ч 1,4 рад/ч
RВ = 48 км RБ = 80 км
А
0,14 рад/ч
RА = 200
км
М
0,014 рад/ч
RМ = 300 км
Рис. 9. Зоны проведения мероприятий по ликвидации последствий
радиоактивного загрязнения
Таблица 7
Распределение энергии между поражающими факторами
при воздушном взрыве и при взрыве нейтронного боеприпаса
№
п/п
1
2
3
4
5
Воздушный взрыв
Ударная волна
Световое излучение
Радиоактивное
заражение
Проникающая
радиация
Электромагнитный
импульс
Процент Взрыв нейтронного
энергии
боеприпаса
50
Ударная волна
31
Световое излучение
14
Радиоактивное
заражение
4
Проникающая
радиация
1
Электромагнитный
импульс
Процент
энергии
12
8
Менее 1
80
Менее 1
Основные поражающие факторы воздушного взрыва в атмосфере
на высоте, при которой светящаяся область не касается поверхности
земли (воды): ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и ЭМИ (электромагнитный импульс). Радиоактивное заражение
практически отсутствует, за исключением наведенной радиации в почве в районе взрыва, так как радиоактивные продукты взрыва поднимаются на очень большую высоту.
Характерной особенностью наземного взрыва является сильное
радиоактивное заражение местности как в районе взрыва, так и по следу движения радиоактивного облака, а также образование воронки
в грунте.
Подземный ядерный взрыв производят ниже поверхности земли
с выбросом или без выброса (грунткамуфлетный); основной поражающий фактор – мощные сейсмовзрывные волны в грунте и сильное радиоактивное заражение местности.
Рассмотрим коротко воздействие поражающих факторов.
Световое излучение ударного взрыва – поток лучистой энергии,
включающий в себя ультрафиолетовые, инфракрасные и видимые лучи;
источником излучения является светящаяся область продуктов взрыва
(газов) и воздуха, нагретых в центре до миллионов градусов и до 8000–
16 000 °C на внешней границе шара; продолжительность и размеры
светящейся области зависят от мощности взрыва.
Световой импульс (основная характеристика поражающего действия) – количество световой энергии, падающей за время излучения
на единицу площади, расположенной перпендикулярно направлению
26
излучения; измеряется в кал/см2 или кДж/м2. Светящаяся область зависит от мощности взрыва.
Для воздушного взрыва, если излучение равномерно распределяется во всех направлениях, световой импульс U может быть рассчитан
по формуле
U=
Eизл
× K,
4pR 2
где Eизл – энергия светового излучения ядерного взрыва, равная примерно 1/3 полной энергии взрыва (полная энергия для мощности взрыва 1 кт равна 1012 Дж); K – коэффициент прозрачности воздуха (0,12–
0,98); R – радиус поражения.
Импульс может производить воспламенение и горение материалов в следующих зонах:
· в зоне слабых разрушений загораются отдельные здания (сооружения), т. е. возникают отдельные пожары (при U = 6–10 кал/см2);
· в зоне средних и сильных разрушений возникают сплошные
пожары (при U = 20 кал/см2);
· в зоне полных разрушений возникает горение и тление в завалах (при U ³ 50 кал/см2).
Поражающее действие светового излучения на людей и животных
(табл. 8).
Таблица 8
Действие светового излучения
Степень ожогов
Первая
Вторая
Третья
Воздействие
Покраснение кожи
Образование пузырей
Омертвение глубоких слоев
кожи
Импульс
U, кал/см2
2–4
5–8
9–12
Нейтронное излучение происходит в период развития ядерной
реакции в течение долей секунды; g-излучение действует 10–15 с с момента взрыва.
Проникающая радиация – g-излучение и поток нейтронов, испускаемых из зон ядерного взрыва. Источниками проникающей радиации
являются ядерная реакция и радиоактивный распад продуктов ядерного взрыва.
27
измеряется в миллирентгенах в час (мР/ч) или количеством b-распадов
в минуту на площади 1 см2 (распад/мин·см2).
Проникающая радиация характеризуется дозой излучения (дозой
радиации), т. е. количеством энергии радиоактивных излучений, поглощаемым единицей массы облучаемой среды.
Доза проникающей радиации представляет собой сумму доз гамма- и нейтронного излучений, основную часть составляет g-излучение.
Единицы измерения доз излучения (поглощенной, экспозиционной, эквивалентной) рассмотрены ранее.
Степень ослабления радиации зависит от свойств среды (материала), через которую проходят излучения, а также от толщины слоя защитного материала.
Радиоактивное заражение происходит из источников радиоактивных излучений, вызывающих заражение местности, зданий, сооружений, техники, продовольствия и воды. Ими являются: продукты деления ядерного взрыва, представляющие собой сложную по составу смесь
порядка 200 радиоактивных изотопов 35 химических элементов средней части периодической системы Менделеева; радиоактивные вещества не прореагировавшей части заряда, испускающие a- и b-частицы
и g-лучи; наведенная радиация – радиоактивные вещества, образовавшиеся в грунте под действием нейтронного потока, испускающие
b-частицы и g-лучи.
Наведенная радиация имеет место только в районе взрыва, а заражение может быть опасным в течение длительного времени. Степень
радиоактивных заражений местности характеризуется дозой радиации
до полного распада (Dу) и уровнем радиации (рис. 10).
Доза радиации (излучения) при радиоактивном заражении имеет
тот же физический смысл и измеряется той же единицей, что и при
проникающей радиации.
Уровень радиации P показывает скорость накопления дозы, т. е.
величину дозы облучения, которую может получить человек на зараженной местности в единицу времени; по физическому смыслу его иногда называют мощностью дозы радиации.
Уровень радиации измеряется в рентгенах в час (Р/ч), миллирентгенах в час (мР/ч) и микрорентгенах в секунду (мкР/с). Местность считается зараженной при уровне радиации Р > 0,5 Р/ч.
Концентрация РВ в воздухе, воде, продовольствии измеряется
в кюри на литр (Ки/л), милликюри на литр (мКи/л) или количеством bраспадов в минуту на грамм вещества (распад/мин·г). Степень заражения поверхности техники, одежды, кожных покровов и др. объектов
Вследствие непрерывно происходящего радиоактивного распада
РВ уровни радиации на местности снижаются ориентировочно в 10 раз
через отрезки времени, кратные 7. Например, через 7 ч после взрыва
уровень радиации уменьшается в 10 раз, а через 49 ч – в 100 раз.
За одно и то же время люди могут получить разную дозу в зависимости от времени, прошедшего со времени взрыва. Так, в течение первого часа они могут получить около 13 % дозы до полного распада, а в
течение 12-го – 1 % полного распада. В сутки же накапливается 47,5 %
дозы полного распада. Поэтому особенно важно обеспечить защиту или
исключить воздействие на человека вредных ионизирующих излучений в первые сутки, и особенно в первые часы после выпадения радиоактивных веществ.
В целях предотвращения лучевых поражений и сохранения работоспособности людей при действиях на зараженной местности на военное время установлены допускаемые дозы радиации:
· при однократном облучении (за 4 сут) не более 50 Р;
· при многократном облучении (до 30 сут) не более 100 Р;
· за три месяца – 200 Р;
· за год – 300 Р.
Лиц, получивших дозы облучения свыше установленных, не рекомендуется подвергать повторному облучению в течение 1,5–2 мес.
28
29
N
Г
8–10 %
P = 800 Р/ч
Dу = 4000 Р
В
8–10 %
P = 240 Р/ч
Dу = 1200 Р
Б
8–10 %
P = 80 Р/ч
Dу = 400 Р
А
70–80 %
P = 8 Р/ч
Dу = 40 Р
Рис. 10. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва
и по следу движения облака:
Dу – доза радиации до полного распада на внешней границе зоны;
Р – уровень радиации на внешней границе через 1 ч после взрыва (площадь
зоны от площади всего следа указана в процентах)
Заданная доза на период спасательных и других неотложных Работ (СиДНР) не должна превышать половины допустимой дозы.
Понятие об электромагнитном импульсе. При взаимодействии gизлучений или g-квантов с атомами среды, последним сообщается импульс энергии, который тратится на ионизацию атомов, а небольшая
часть – на сообщение поступательного движения электронам и ионам,
образовавшимся в результате ионизации.
Первичные быстрые электроны движутся в радиальном направлении от центра взрыва и образуют радиальные точки и поля, быстро
нарастающие во времени. Возникают кратковременные результирующие электрические и магнитные поля, которые и представляют собой
электромагнитный импульс (ЭМИ).
ЭМИ непосредственного воздействия на человека не оказывает;
воздействует он на тела, проводящие электрический ток (линии связи,
управления, сигнализации, антенные устройства, другие конструкции
из металла). В момент взрыва в них на доли секунды возникает импульс электрического тока, в результате чего может произойти пробой
изоляции, предохранителя и т. п. Особо опасен ЭМИ для аппаратуры
без специальной защиты.
Защитой от ЭМИ служат специальные устройства, подобные устройствам для защиты от разрядов молнии.
Изменение уровней радиации на радиоактивно зараженной местности характеризуется зависимостью (рис. 11):
P, рад
D=
t2
t2
æt ö
ò P(t )dt = ò P0 ççè t0 ÷÷ø
t1
t1
30
-n
dt.
(1)
æt ö
P = P0 çç ÷÷
è t0 ø
P1
-n
n = 0,4
Pt
t0
t1
t2
T, ч
Рис. 11. Закон спада уровня радиации
После интегрирования получим:
(
)
P tn
D = 0 0 t2- n +1 - t1- n +1 .
1- n
Подставив значения
æt ö
P0 = P1çç 0 ÷÷
è t1 ø
-n
æt ö
Pt = P0 çç ÷÷ ,
è t0 ø
где P0 – уровень радиации в момент времени после взрыва; Pt – то же
в рассматриваемый момент времени после аварии (взрыва); n – показатель
степени, характеризующий величину спада радиации во времени
и зависящий от взрыва (при ядерном взрыве n = 1,2, а при аварии на
АЭС n = 0,4).
Различие между ядерным взрывом и аварией на АЭС – по составу
и количеству радиоактивных изотопов.
Доза излучения за время от t1 до t2:
n = 1,2
находим
-n
æt ö
P0 = P2 çç 0 ÷÷
è t2 ø
D=
(2)
;
(3)
-n
1
(P2t2 - P1t1 ).
1- n
(4)
(5)
При n = 1,2 и Kосл = 1 формула (5) имеет вид: D = 5(P1t1 - P2t2 ) .
Обозначив P1 через Pн , P2 черезз Pк (уровни радиации для начала
ла
и конца пребывания в зоне заражения), а также t1 через tн , t 2 черезз tк
(моменты времени начала и конца пребывания в зоне заражения) имеем
D = 5(Pнtн - Pк tк ) .
31
(6)
На основании изучения последствий аварии на Чернобыльской
АЭС можно принять n = 0,4. При таком законе спада за 7 мин (кратный
промежуток времени) в 2 раза уменьшится уровень радиации, а не
в 10 раз, как при ядерном взрыве:
0, 4
æt ö
1
(P2t2 - P1t1 ) = 1,7(P2t2 - P1t1 ).
Pt = P0 çç ÷÷
и
D=
1 - 0,4
è t0 ø
И окончательно, с учетом Kосл
1,7(P к tк - Pнtн )
.
K осл
Приблизительный расчет дозы излучения осуществляется по
формуле
D=
P +P
D = 1 2 ×T ,
2
где P1 – первичный уровень; P2 – уровень при выходе из зоны заражения; T – время пребывания в зоне заражения.
Современные средства поражения: оружие массового поражения (ОМП) – ядерное, химическое, биологическое; современные обычные виды оружия, которые приближаются по своим поражающим факторам к ОМП. Эти виды оружия продолжают совершенствоваться: нейтронное, инфразвуковое, лазерное; бинарные химические боеприпасы объемного взрыва (образуют газовоздушную смесь с R = 15 м
и высотой 3 м); боеприпасы, заглубляющиеся в грунт на 7–50 м; бетонобойные боеприпасы (для разрушения мостов, тоннелей, гидростанций, аэродромов); напалмовые бомбы; боеприпасы зажигательного
действия; малогабаритные кассетные боеприпасы (поражают площадь
240–1400 м2) и т. д.
В ядерном оружии первого поколения использовались только делящиеся материалы – плутоний-239 и уран-235 (трагедия Хиросимы и
Нагасаки); мощность их боезарядов несколько сотен килотонн. К ядерному оружию второго поколения относятся боеприпасы, в которых энергия при взрыве выделяется не только в результате деления ядер плутония и урана, но и за счет термоядерных реакций синтеза. Они имеют
значительную мощность в сравнении с первыми. Поражающее действие
первого и второго поколений не является селективным и проявляется
одинаково во всех направлениях от точки взрыва боеприпаса.
32
Ядерное оружие третьего поколения отличается прежде всего тем,
что в нем значительная часть энергии взрыва будет преобразовываться
в иную форму, чем ударная волна и тепловые излучения, и концентрироваться преимущественно в одном направлении.
Разрабатываются: генетическое оружие (разновидность биологических средств, основу которых составляют возбудители различных
заболеваний); этническое оружие – химические и биологические вещества и микроорганизмы, действие которых имеет избирательное воздействие на отдельные виды людей, животных и вызывает их гибель;
метеорологическое оружие, основанное на применении химических
веществ, трансформирующих процессы в нижних слоях и стимулирующих задержку или излишки осадков, не рассеивающиеся туманы и
т. д.; климатическое оружие, оказывающее воздействие на солнечную
радиацию и тепловое излучение земли, движение воздушных масс.
Вопрос 7. Ударная волна, показатели воздействия
на препятствия
Наиболее частым и опасным поражающим фактором являются
взрывы. Они могут быть ядерных и обычных боеприпасов, твердых
взрывчатых веществ, газотопливных, воздушно-пылевых и других смесей, горючих веществ и других материалов.
Основным поражающим фактором любого взрыва является воздействие ударной волны.
Ударная волна взрыва – область резкого сжатия среды, распространяющаяся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну
воздушную, в воде или грунте.
Рассмотрим ударную волну в воздухе.
Характер изменения давления по времени в какой-либо фиксированной точке пространства (поверхности земли) при прохождении через нее ударной волны показан на рис. 12.
Перед фронтом ударной волны давление равно атмосферному
давлению P0 . С приходом фронта ударной волны в точку пространстваа
K давление резко (скачком) увеличивается и достигает максимального:
Pф = P0 + DPф .
33
волны разница несущественна, и при расчетах продолжительность Pск
принимается равной времени фазы сжатия. Pск в фазе разряжения незначительно, как и действие избыточного давления; обычно их не учитывают.
Основные параметры ударной волны, характеризующие ее разрушающее и поражающее действие:
1. Избыточное давление во фронте ударной волны
P
K
P ( t)
Pск
D Pф +
Pф
P0 t +
0
t1
tt2
DPф = Pф - P0 ,
t3
t
Рис. 12. Изменение давления при прохождении ударной волны
Также резко в точке K вырастает плотность, температура и скорость движения среды, в данном случае воздуха. После того как фронт
ударной волны (передняя граница) проходит точку К, давление в ней
постепенно снижается и через некоторый промежуток времени становится равным атмосферному. Образуется слой сжатого воздуха, называемый фазой сжатия t + . В этот период времени воздушная ударная
волна обладает наибольшим разрушающим действием. С удалением от
центра взрыва давление ударной волны уменьшается, а толщина слоя
сжатия все время возрастает. Это происходит в результате вовлечения в
движение новых масс воздуха.
В дальнейшем, продолжая уменьшаться, давление становится ниже
атмосферного, и воздух начинает двигаться в направлении, противоположном распространению ударной волны, т. е. к центру взрыва. Зона
пониженного давления называется фазой разряжения t - . После окончания периода действия фазы разряжения, т. е. Pф = P0 , практически
прекращается движение масс воздуха, а следовательно, разрушающее
действие ударной волны.
Непосредственно за фронтом ударной волны, в области сжатия,
движутся массы воздуха. Вследствие торможения этих масс воздуха при
встрече с преградой возникает давление скорости ( Pск ) воздушной ударной волны. По мере удаления от фронта скоростной напор уменьшается до нуля несколько позже, чем избыточное давление, что объясняется
инерцией движущегося за фронтом ударной волны воздуха.
Однако для оценки разрушающего действия воздушной ударной
34
где Pф – максимальное давление во фронте ударной волны;
P0 – атмосферное давление, которое при нормальных условиях равно
101,3 кПа; DPф – избыточное давление.
Единицы измерения DPф – Паскаль (Па) или килограмм-сила на
2
см ( кгс / см 2 ):
1 Па = 1 Н/м 2 = 0,102 кгс/м 2 = 1,02×10 -5 кгс /см 2 ,
1 кгс/см 2 = 98,1 кПа или 1 кгс / см 2 » 100 кПа = 0,1 МПа.
2. Давление скоростного напора:
v2
,
2
где r – плотность воздуха, кг/м 2 ; v – скорость распространения частиц
воздуха непосредственно за ударной волной, м/с.
3. Продолжительность действия волны (с) – длительность фазы
сжатия:
Pск = r
1
1
t » 0,001q 6 R 2 ,
где R – расстояние от взрыва; q – мощность в килограммах; t – время
в секундах.
4. Скорость движения фронта ударной волны (м/с), зависящая от
избыточного давления DPф :
Cф = 340 1 + 0,0083DPф ,
где Cф – скорость движения фронта ударной волны, м/с; С0 = 340 м/с –
скорость звуковых волн в воздухе в нормальных условиях.
35
Закон подобия взрывов вытекает из закона геометрического подобия, т. е. расстояние от центра взрыва, на котором образуется данное
давление, пропорционально кубическому корню из мощности взрыва
(объема одного и того же взрывчатого вещества):
R1
q
=3 1
R2
q2
при DPф = const ,
где R1 и R2 – расстояния от центра взрывов с тротиловым эквивалентом
ом
и
соответственно;
данное
соотношение
позволяет
вычислить
мощq1 q2
ность (расстояние) при данном избыточном давлении.
Характер взаимодействия ударной волны с преградой на пути ее
распространения зависит не только от величины избыточного давления, но и от свойства преграды (сооружения), ее формы, прочности,
размеров, положения относительно направления действия ударной волны,
от продолжительности действия нагрузки и от ряда других факторов.
Пока ударная волна движется, не ведая препятствий, она создает
переменную во времени нагрузку, равную DPф в проходящей волне. При
подходе к преграде волна отражается, происходит торможение движущегося воздуха. Это приводит к динамическим нагрузкам на препятствия (давление отражения – DPотр ) , значительно (от 2 до 8 раз), превышающим DPф . В результате преграда испытывает удар огромной силы:
DPотр = 2DPф +
6DPф2
DPф + 7 P0
.
По мере движения волны давление отражения DPотр , кгс/см2 , быстро падает до избыточного давления DPф , однако, пока ударная волна
еще не полностью обтекла сооружение, на передней стенке давление
выше, чем на задней стенке. Создается сдвигающая сила, называемая
нагрузкой обтекания:
DPобт = DPф +
2,5DPф2
.
DPф + 7 P0
В этой формуле второе слагаемое соответствует величине скорос-
тного напора Pск =
2,5DPф2
DPф + 7 P0
, следовательно, DPобт = DPф + Pск .
Таким образом, ударная волна создает на своем пути сложный комплекс нагрузок, достигающих значительных величин и вызывающих
36
разрушение зданий и сооружений и поражение людей. Ударная волна
в воде при R = 900 м, q = 100 кг имеет DPф = 19 000 кПа (в воздухее
100 кПа); в грунте – напоминает сейсмическую волну.
Различают четыре степени разрушения зданий и сооружений: полные, сильные, средние и слабые (табл. 10).
При воздействии ударной волны на незащищенного человека
(табл. 9) наблюдаются прямое (непосредственное) и косвенное воздейм
ствие. Прямое действие оказывает избыточное давление DPф (организм
человека испытывает резкий удар), прямым действием обладает также
Pск , способное отбросить человека и причинить травмы. Косвенноее
поражающее действие вызывают летящие обломки и осколки зданий,
окон и т. д.
Таблица 9
Воздействие ударной волны на людей
Травмы
Легкие травмы – характеризуются
ушибами, вывихами, временной потерей
слуха, контузией
Средние травмы – характеризуются
потерей сознания на короткое время,
временной потерей слуха, кровотечением из носа и ушей, сильной контузией
Тяжелые травмы – характеризуются
тяжелыми контузиями всего организма,
тяжелыми переломами конечностей и
сильным кровотечением из носа и ушей
Крайне тяжелые травмы – характеризуются сильным повреждением внутренних органов, что приводит к смерти
Показатели взрыва
DPф = 0,2–0,4 кгс/см2
(20–40 кПа)
DPф = 0,4–0,6 кгс/см2
(40–60 кПа)
DPф = 0,6–1,0 кгс/см2
(60–100 кПа)
DPф > 1,0 кгс/см2
(более 100 кПа)
В очаге взрыва газовоздушной смеси избыточное давление приводит к разрушению и поражающему воздействию на людей.
Очаги взрыва с ударной волной образуют емкости и трубопроводы со взрывоопасными и пожароопасными газообразными и сжиженными углеводородными продуктами. Наиболее взрывоопасные и пожароопасные смеси с воздухом образуют углеводородные газы: метан
и его гомологи, воздушно-угольно-пыльные смеси, воздушно-древесные смеси муки, сахарной пудры, пыль ряда металлов и т. д.
37
Таблица 10
Разрушения в ЧС
Виды разрушений и характеристика обстановки
Взрывы,
избыточное
давление,
DPф, МПа
Полные разрушения характеризуются разрушением
всех или большей части Более 0,05
стен, деформацией или об- Более 0,07
рушением перекрытий; восстановление невозможно
Сильные разрушения характеризуются разрушением
0,03–0,05
верхних этажей, части стен
и перекрытий нижних эта0,06–0,07
жей; использование помещений невозможно или нецелесообразно
Средние разрушения характеризуются разрушением, главным образом, вертикальных элементов, тре0,02–0,03
щинами в стенах, обруше0,04–0,05
нием чердачных перекрытий, подвалы сохраняются,
завалы не образуются; требуется капитальный ремонт
Слабые разрушения характеризуются разрушением
оконных и дверных запол0,01–0,02
0,03–0,04
нений, легких перегородок,
завалы не образуются; восстановление путем капитального ремонта
Чрезвычайные ситуации
Землетря- Бури (ураганы)
сения,
Ветер,
Скорость,
баллы
баллы
км/ч
Более 10
Более 11
8–10
9–11
I DPф1 = 1,7 МПа
II DPф 2 = 0,3 - 1,3 МПа
R1
R2
III DPф 3
R3
A
Более 14 Более 158
Более 16 Более 193
13–14
15–16
115–158
175–193
Рис. 13. Зоны вокруг очага взрыва:
I – детонационная зона; II – зона действия продуктов взрыва; III – зона
воздушной взрывной волны
1. Определим количество углеводородной взрывной смеси:
Q0 = 0,6Q , где Q – количество сжиженных углеводородных газов.
2. Действие детонационной волны, зона I, на расстоянии
R1 = 18,53 Q0 , DPф в зоне I до 1,7 МПа.
7–8
8–9
10–12
13–14
95–125
140–158
3. Действие продуктов взрыва, зона II, на расстоянии R2 = 1,7 R1 .
Избыточное давление взрывной волны (кПа),
2
æR ö
DPф2 = 1300çç 1 ÷÷ + 50 ,
è R2 ø
5–7
7–8
8–9
10–12
70–80
95–125
Примечание. Числитель – многоэтажные кирпичные здания; знаменатель –
железобетонные и металлические каркасы.
38
Рассмотрим пример взрыва газовоздушной смеси.
Дано: Q – количество сжиженного газа.
Решение. В очаге взрыва газовоздушной смеси выделяют три
круговых зоны (рис. 13):
где R – расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки А.
4. Зона III формируется в радиусе взрывной волны, распространяющейся по поверхности Земли. Оценивают DPф3 в зависимости от R
следующим образом.
Вариант первый
Определяем Q0 ; зная R, по номограмме (рис. 14) определяем DPф .
В нашем примере Q0 = 0,6 Q , расстояние R = R3 .
39
Взрыв газовоздушной смеси может происходить и в замкнутом
объеме, например в шахте.
Характер разрушений зданий, сооружений и оборудования, а также степень поражения людей принимаются так же, как при оценке последствий воздействия избыточного давления во фронте ударной волны ядерного оружия.
Землетрясения – это сейсмические явления, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре и более глубо-
ких слоях земли или в результате вулканических или обвальных явлений, передающихся на большие расстояния в виде упругих сейсмических волн.
Участок земли, из которого исходят волны землетрясения, называют очагом (гипоцентром). Точка на поверхности земли, расположенная над центром очага землетрясения, называется эпицентром землетрясения.
Землетрясения могут быть тектонические (подземные, подводные)
и вулканические.
Вся поверхность земной коры делится на несколько огромных частей – тектонических плит, которые находятся в постоянном движении. Столкновение этих плит сопровождается изменением поверхности земли (в виде складок, трещин).
В очаге землетрясения происходит процесс высвобождения накапливающейся энергии, приводящий к образованию и распространению
упругих сейсмических продольных и поперечных волн. После достижения ими земной поверхности от эпицентра во все стороны расходятся отраженные сейсмические волны, вызывающие колебания поверхности земли, которые сопровождаются множеством звуков различной
интенсивности в зависимости от расстояния от эпицентра.
Основные параметры землетрясения: глубина очага (чаще всего от 60 до 700 км); энергия сейсмических волн землетрясения (магнитуда).
Характеристика энергии землетрясения по шкале Рихтера – это
такая энергия, при которой на расстоянии 100 км от эпицентра стрелка
сейсмографа отклоняется на один микрометр. Максимальная магнитуда землетрясения по шкале Рихтера оценивается в 9 баллов. Во многих
европейских странах, наряду со шкалой Рихтера, используется 12-балльная шкала MSK (авторы Медведев, Спонхевер, Карник).
Данная шкала имеет ряд преимуществ, так как характеризует силу
землетрясений в соответствии с их последствиями (табл. 11):
· 1 балл – почти неощутимые толчки и т. д.;
· 4 балла – толчки ощущают немногие, дребезжат стекла, раскачиваются висящие предметы и т. д.;
· 7 баллов – растрескиваются стены домов;
· 10 баллов – полное разрушение зданий;
· 11 баллов – общая катастрофа;
· 12 баллов – сильное изменение ландшафта.
40
41
R3, м
DРф, МПа
1200
0,015
600
200
Q0
0,6 Q
Рис. 14. Номограмма для определения избыточного давления
Ответ: DPф = 0,015 МПа.
Вариант второй
1. Определяем относительную величину Y (м),
характеризующую расстояние от центра взрыва
Y = 0,24
R3
, где R3 ³ R2 .
R1
2. Расчет DPф3 (кПа) ведут исходя из значения величины Y ,
характеризующей расстояние от центра взрыва:
а) при Y £ 2 DPф3 =
б) при Y > 2 DPф3 =
(
700
);
3 1 + 29,8Y 3 - 1
22
.
Y lg Y + 0,158
Пожары – это неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей, наносящий материальный ущерб и создающий опасность для жизни и здоровья людей.
Горение на пожаре отличается от других видов горения склонностью к самопроизвольному распространению огня, сравнительно невысокой степенью полноты сгорания, интенсивным выделением дыма,
содержащего продукты полного и неполного окисления в атмосфере
кислорода воздуха.
Причины пожаров ЧС: стихийные бедствия, аварии (разрушение
резервуаров, емкостей на объектах, столкновение, опрокидывание, сход
с рельсов составов при перевозке легковоспламеняющихся жидкостей
и газов), взрывы, применение ОМП, нарушение персоналом правил
техники безопасности.
По взрывопожарной опасности производства подразделяются
на пять категорий: А, Б, В, Г, Д.
Ниже перечислены процессы получения, хранения или применения веществ, воспламеняющихся или взрывающихся при воздействии
воды, воздуха или контакте друг с другом:
· категория А с температурой вспышки паров до 28 °С;
· категория Б с температурой 29–61 °С;
· категория В с температурой более 61 °С;
· категория Г – производства, связанные со сжиганием любых
видов топлива;
· категория Д – процессы получения, хранения или применения
негорючих веществ и материалов в холодном состоянии.
По масштабам и последствиям различают следующие виды пожаров:
1. Отдельный пожар – возникает в отдельном здании или сооружении; передвижение людей и техники по застроенной территории возможно без средств защиты.
2. Массовый пожар – совокупность отдельных пожаров, одновременное горение 25 % зданий.
3. Сплошной пожар – одновременное горение преобладающего
количества зданий и сооружений (не менее 90 %), скорость распространения 130 м/ч, невозможно передвигаться без средств защиты от теплового излучения.
4. Огневой шторм – особая форма распространяющегося сплошного пожара, когда имеют место сильные восходящие потоки продуктов сгорания и нагретого воздуха, а скорость воздуха, поступающего со
всех сторон к границам огневого шторма, очень высока.
5. Тление и горение завалов – концентрация оксида углерода
в воздухе 0,2 % вызывает смертельное отравление в течение 30–60 мин.
Лесные пожары – это неуправляемое горение растительности, распространяющееся на территории леса.
Низовые пожары – сгорание хвойного подлеска, опавшей хвои,
листвы, коры и живого покрова. Фронт низового пожара продвигается
со скоростью до 1 км/ч, высота пламени 1,5–2 м.
Верховые пожары характеризуются сгоранием подпочвенного покрова и полосы древостоя; скорость распространения 8 км/ч, а верховой беглый – со скоростью 25 км/ч.
42
43
По своим разрушительным последствиям землетрясения не имеют себе равных по силе и занимают первое место по числу жертв, разрушений и экономическому ущербу.
Таблица 11
Сопоставление разрушений зданий и сооружений
от воздействия землетрясения и ядерного взрыва
Баллы землетрясения
12-балльная
Шкала Рихтера,
шкала, балл
магнитуда
12; 11; 10
8 и выше
9; 8; 7,5
7,0
7–6
5,0
Характер
разрушения
зданий
Полное и
сильное
Сильное и
среднее
Слабое и
частичное
Избыточное
давление,
МПа
Более 0,1
0,1–0,03
0,03–0,01
Самая большая жертва Земле в XX в. была принесена в 1978 г.
По разным оценкам от 255 до 600 тыс. жизней унесло землетрясение
в Китае, там же в 1556 г. погибло 8200 чел.
За год на планете происходит около 18 землетрясений; рекордным
считается 1943 г. – зарегистрировано 41 землетрясение.
7 декабря 1988 г. на территории Армении произошло землетрясение магнитудой 6,9 балла по шкале Рихтера. Хотя магнитуда в Армении значительно ниже, чем в Мехико в 1985 г. (8,1 балл) и в Сан-Франциско в 1906 г. (8,5 балла), последствия армянского землетрясения более тяжелые – 40 тыс. человеческих жертв.
Вопрос 8. Пожары. Общие сведения. Основные параметры
T = ct ,
где c – концентрация; t – время (экспозиция).
Токсодоза измеряется: при ингаляции – в мг×мин/л, при попадании во внутрь (через кожу, желудочно-кишечный тракт) – в мг×мин/кг
живой массы.
Количественной характеристикой степени заражения различных
поверхностей является плотность заражения, т. е. количество АХОВ
и ОВ, находящееся на поверхности объекта, измеряется в г/м2.
Для обеспечения безопасности людей установлены предельно допустимые концентрации (ПДК).
ПДК – концентрация, которая не может вызвать заболевания или
отклонения в здоровье человека и его последующих поколениях.
Пороговая концентрация – концентрация, вызывающая начальные
симптомы заболевания.
Под поражающей концентрацией (токсодозой) понимают наименьшее количество АХОВ в единице объема зараженного воздуха, которое
может вызвать ощутимый физиологический эффект за определенное
время.
Аварии на химически опасных объектах (ХОО), где имеются
АХОВ, и применение ОВ приводят к заражению территории и поражению людей, животных и растений.
ОВ классифицируют: по назначению, по физиологическому действию на организм, по быстроте наступления поражающего действия
(табл. 12).
По назначению ОВ бывают: смертельные, временно выводящие
из строя, раздражающие, учебные. Кроме того, ОВ делят на стойкие
вещества (V-X, зоман), поражающее действие которых длится в течение нескольких часов, и нестойкие (синильная кислота, хлорциан, зарин и др.), поражающее действие которых сохраняется в течение нескольких десятков минут.
По физиологическому действию на организм ОВ бывают: нервнопаралитические (зоман, зарин, V-X), кожно-нарывные, общеядовитого
действия (синильная кислота и др.), удушающие, раздражающие
(C-S и др.).
По быстроте наступления поражающего действия ОВ бывают:
быстродействующие, не имеющие периода скрытого действия (зарин,
зоман и т. д.) и медленнодействующие ОВ, обладающие скрытым периодом действия (V-X, B-Z и т. д.) (табл. 14).
Все химически опасные объекты (ХОО) делятся по степени опасности:
· 1-я степень – если при аварии на объекте в зону поражения
может попасть более 75 тыс. чел.;
· 2-я степень – если при аварии в зону может попасть 40–
75 тыс. чел.;
· 3-я степень – если при аварии в зоне может оказаться до
40 тыс. чел.
На степени химической опасности могут также делиться города
и районы.
АХОВ хранят и транспортируют в жидком, сыпучем и твердом
состояниях.
44
45
Подземные (почвенные) пожары являются дальнейшей стадией
развития низового пожара; распространяются медленно.
Торфяные пожары – это подземные пожары.
Степные (полевые) пожары возникают на открытой степной
местности, перемещаются со скоростью до 25 км/ч.
Вопрос 9. Вредные вещества. Воздействие их
на живой организм
Под вредными (опасными) веществами понимаются такие вещества, определенное количество которых способно инициировать явления или процессы, поражающие людей, животных и растений, наносящие
ущерб основным производственным фондам или окружающей среде.
В качестве вредных (опасных) веществ рассматривают отравляющие вещества (ОВ), аварийно-химические отравляющие вещества
(АХОВ), а также вещества, способные образовывать в ЧС взрывоопасные облака топливовоздушной смеси.
ОВ и средства их применения, включая носители, приборы и устройства управления, используемые для доставки химических боеприпасов к цели, относятся к компонентам химического оружия. Основной количественной характеристикой поражающего действия АХОВ
и ОВ является токсическая доза (токсодоза).
Токсодоза – это произведение концентрации АХОВ и ОВ на экспозицию (время пребывания незащищенного человека в зараженном
воздухе):
Зона химического заражения (ЗХЗ) (рис. 15), включая место разлива АХОВ, над которой распространилось облако с парами АХОВ
в поражающих концентрациях (см. табл. 12), характеризуется глубиной (Г), шириной (Ш) и площадью (П).
Основными химическими веществами, относящимися к разряду
АХОВ и применяемыми в хозяйстве являются: хлор, аммиак, сероводород,
цианистый водород и другие (всего более ста наименований, табл. 13).
Таблица 12
Ориентировочная глубина распространения паров (км)
некоторых АХОВ в условиях городской застройки
при скорости ветра 1 м/c, инверсия
Количество
АХОВ в
очаге, т
5
25
50
100
Аммиак
Хлор
Концентрация
поражающая смертельная поражающая смертельная
0,5
0,1
4,0
0,9
1,3
0,4
11,5
2,5
2,1
0,6
18,0
3,8
3,4
1,0
30,0
6,3
Изотермия – такое состояние атмосферы, при котором восходящие потоки воздуха очень слабы, а температура почвы равна температуре воздуха ( tп = tв ).
Таблица 14
Основные свойства боевых ОВ (пример)
Наименование ОВ
Зарин
V-X
Воздействие токсодозы на
органы дыхания
кожу
Классификация ОВ
Назначение
Физическое
воздействие
Смертельное
Нервнопаралитическое
Кожнонарывное
Иприт
ÐCt 50 *
ÐD50 ***
JCt 50 **
мг/чел.
1,480
0,007
г × мин/м3
0,10
0,055
0,01
0,005
1,30
0,200
5,000
ÐCt 50 – гибель 50 %, поражение через органы дыхания.
JCt 50 – выход из строя 50 % людей, поражение через органы дыхания.
***
ÐD50 – смертельный исход 50 %, поражение через кожу.
*
**
Таблица 13
Основные свойства АХОВ (пример)
v, av
Вид АХОВ
Хлор
Аммиак
Плотность относительно
воздуха
Средняя токсическая доза незащищенного человека,
г × мин/м 3
Тяжелее в 2,5
0,6
раза
Легче в 2 раза
15,0
Максимальная
концентрация для
применения противодействия, г/м 3
2,5
Чрезвычайно
опасная зона
15,0
Для оценки химической обстановки необходимо иметь данные о
скорости v и направлении приземного ветра a v , температуре воздуха и
почвы Tв , степени вертикальной устойчивости воздуха.
Степени вертикальной устойчивости:
Инверсия – состояние атмосферы, при котором восходящие потоки воздуха отсутствуют, а температура почвы ниже температуры воздуха (обычно ночью, при ясной погоде, слабом ветре), ( tп < tв );
Конвекция – состояние атмосферы, при котором сильно развиты
восходящие потоки воздуха, а температура поверхности почвы выше
температуры воздуха ( tп > tв );
46
Хлор – 15 v
АХОВ 10,00 10,9
Опасная
зона
Ш
Смертельная
концентрация
Г
Очаг поражения
ОВ
V-X
A 700
Территория
опасной
концентрации
Г
Рис. 15. Зоны химического заражения
47
Ш
Более точно степень вертикальной устойчивости воздуха, как правило, определяется с помощью графика.
Вопрос 10. Бактериологические (биологические) ЧС
Боевые свойства бактериологического (биологического) оружия
определяются рядом особенностей действия данных средств на организм человека и животное. К ним относятся: способность вызывать
местные инфекционные заболевания людей и животных при попадании в организм в ничтожно малых количествах; способность передаваться от больных к здоровым; большая продолжительность действия
(споры); наличие инкубационного периода (скрытого периода) и др.
Наиболее опасными заболеваниями в ЧС мирного и военного времени являются: чума, натуральная оспа, холера, сибирская язва.
Эпидемические очаги характеризуются возникновением значительного количества инфекционных заболеваний или даже небольшого числа
особо опасных инфекционных заболеваний, наличием в окружающей
среде условий, способствующих распространению инфекции. В этих
условиях на пострадавшие и сопредельные территории накладывается
режим карантина или обсервации, предусматривающих систему режимных мероприятий.
Карантин – комплекс организованных режимных, административно-хозяйственных, санитарно-гигиенических, противоэпидемиологических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на
полную изоляцию эпидемиологического очага особо опасных инфекций, очага биологического (бактериологического) поражения и полную
последующую ликвидацию заражения.
Обсервация – система мер по медицинскому наблюдению за изолированными людьми, имевшими контакт с больными карантинными
инфекционными заболеваниями и выезжающими из зон карантина.
В целях предупреждения распространения инфекции территория,
на которой введен карантин, изолируется путем выставления вооруженной охраны.
оружия массового поражения или других средств нападения противника возникла сложная обстановка, требующая аварийно-спасательных и
других неотложных работ, с обязательным обеззараживанием местности и находящихся на ней объектах.
В условиях массированного применения противником различных
видов ОМП нередко будут возникать ОКП за счет сочетания поражающих факторов ядерного взрыва, химического и бактериологического
заражения. Сочетание радиоактивного, химического и бактериологического заражений создает сложный ОКП. Сочетание поражающих
факторов ЧС мирного времени имеет одно и то же состояние; ОКП характеризуется сочетанием различных видов поражения людей, различной степенью разрушения зданий, сооружений и техники, а главное –
увеличением потерь как населения, так и материальных средств. Кроме всего прочего, ОКП усложняет и требует формирования большего
количества средств и личного состава для проведения АС и ДНР.
В качестве надежной меры по предотвращению или снижению
опасного воздействия поражающих факторов в ОКП является использование ЗС ГО в соответствующем режиме защиты.
Рекомендуемая литература
1. Федеральный закон «О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера».
2. Журавлёв В. П. и др. Защита населения и территорий в чрезвычайных
ситуациях. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1999.
3. Атаманюк В. Г. и др. Гражданская оборона: учебник для вузов. – М.:
Высшая школа, 1987.
4. Наставления по ГО для городов, районов (города), организаций.
5. Журнал «Гражданская защита», 1995–2004.
Вопрос 11. Очаги комбинированного поражения
Очагом комбинированного поражения (ОКП) называется территория, в пределах которой в результате воздействия двух и более видов
48
49
Тема 3. ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ
ПРИ АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНОМ ОБЪЕКТЕ
АХОВ – это химическое вещество, применяемое в народнохозяйственных целях, которое при выливе или выбросе может приводить
к заражению воздуха с поражающими концентрациями. Основные химические свойства АХОВ представлены в прил. 5.
Химически опасный ОЭ – это объект при аварии и разрушении
которого могут произойти массовые поражения людей и животных
от АХОВ.
Химически опасными объектами являются районные и городские
водопроводные станции, на которых имеются ёмкости с жидким хлором (для обеззараживания воды), пищевые предприятия (моло-козаводы), где имеются ёмкости с аммиаком для холодильных установок.
К химически опасным относятся производства, использующие в технологическом процессе кислоты, и т. д.
Зона заражения АХОВ – территория, зараженная АХОВ в опасных для жизни людей пределах.
Под прогнозированием масштаба заражения АХОВ понимается
определение глубины и площади зоны заражения АХОВ.
Под аварией понимается нарушение технологических процессов
на производстве: повреждение трубопроводов, емкостей, хранилищ,
транспортных средств при осуществлении перевозок и т. п., приводящие к выбросу АХОВ в атмосферу в количествах, представляющих
опасность массового поражения людей и животных. Под разрушением
химически опасного объекта следует понимать его состояние в результате катастроф и стихийных бедствий, приведших к полной разгерметизации всех ёмкостей и нарушению технологических коммуникаций.
Химически опасный объект народного хозяйства – объект, при
аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений сильнодействующими ядовитыми
веществами.
Первичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате
мгновенного (1–3 мин) перехода в атмосферу части содержимого ёмкости АХОВ при её разрушении.
Вторичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате
испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.
Пороговая токсодоза – ингаляционная токсодоза, вызывающая
начальные симптомы поражения.
Под эквивалентным количеством сильнодействующего ядовитого вещества понимается такое количество хлора, масштаб поражения
которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной
степени вертикальной устойчивости воздуха количеством данного вещества, попадающим в первичное (вторичное) облако.
Площадь зоны фактического заражения АХОВ – площадь
территории, зараженной АХОВ в опасных для жизни пределах.
50
51
Цель: изучить практические расчеты основных показателей химической обстановки для определения масштаба и характера заражения, а также для проведения анализа их влияния на функционирование
ОЭ и деятельность населения.
Учебные вопросы:
1. Цель оценки обстановки в ЧС мирного и военного времени.
2. Основные понятия и определения. Перечень и общая характеристика АХОВ.
3. Методика оценки и расчетов химической обстановки для ХОО.
4. Пример расчета глубины и площади заражения в случае выброса АХОВ на ХОО.
5. Оценка химической обстановки при применении ОВ в ЧС военного времени.
Вопрос 1. Цель оценки обстановки в ЧС мирного
и военного времени
Целью комплексной оценки обстановки в ЧС в мирное время следует считать: определение масштаба и степени радиационного и химического заражения территории; характера разрушений зданий, сооружений и КЭС; степени поражения пожарами населенных пунктов и отдельных сооружений; массовости потерь и тяжести поражений людей,
а также характера ситуации, влияющей на ведение спасательных работ
при ликвидации последствий ЧС.
При ЧС в мирное время оцениваются: радиационная, химическая,
инженерная, пожарная, медицинская, биологическая и эпидемиологическая обстановки.
Вопрос 2. Основные понятия и определения. Перечень
и общая характеристика АХОВ
–33,4
0,2
6ч
7
70,91
1,56
–34,6
0,01
1ч
0,1–0,2
52
30
мин
1ч
Вода
Гашеная известь,
щелочь,
вода
64,07
1,46
–10
0,4–0,5
50
мин
1,4–1,7
1ч
28,1
–
–190
0,22
2,5 ч
3,4–5,7
30
мин
76,12
1,26
46
1,5–1,6
1,5 ч
10
Треххлористый
фосфор
Фтори
стый
водород
137,4
1,53
74,8
0,08–0,15
30
мин
1,0–0,5
20
0,98
19,4
0,4
10
мин
1,5
Дегазирующие
вещества
Сернистый
ангидрид
Окись
углерода
Сероуглерод
Время воздействия
Время воздействия
Смертельная
концентрация, мг/л
0,68
Дегазирующие
вещества
Время воздействия
17,01
Время воздействия
Поражающая
концентрация, мг/л
Аммиак
Хлор
Токсические свойства
Температура
кипения, °С
АХОВ ОтноПлотситель- ность,
ная
г/см3
молекулярная
масса, г
Токсические свойства
ПлотАХОВ Относитель- ность,
ная
г/см3
молекулярная
масса, г
Смертельная
концентрация, мг/л
Таблица 15
Основные свойства веществ
Основные свойства веществ
Поражающая
концентрация, мг/л
Чаще всего в хозяйстве применяются (табл. 15):
· аммиак;
· хлор;
· сернистый ангидрид;
· окись углерода;
· сероуглерод;
· треххлористый фосфор;
· фтористый водород.
Окончание табл. 15
Температура
кипения, °С
Площадь зоны возможного заражения АХОВ – площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения ветра может перемещаться облако АХОВ.
Объекты, использующие, производящие и хранящие АХОВ:
· предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности;
· предприятия, имеющие хладагенты, где используют аммиак:
пищевые, мясомолочные, продовольственные базы;
· ж/д станции, имеющие пути отстоя подвижных составов с
АХОВ;
· водопроводы и очистные сооружения, применяющие хлор;
· склады и базы.
Гашеная известь,
аммиак,
щелочь
–
1,5 ч Сернистый
натрий
или калий
30 Щемин лочь,
аммиак
5
мин
Щелочь,
аммиак
Вопрос 3. Методика оценки и расчетов
химической обстановки для ХОО
Методика позволяет осуществлять прогнозирование масштабов зон
заражения при авариях на технологических емкостях и хранилищах,
при транспортировке железнодорожным, трубопроводным и другими
видами транспорта, а также в случае разрушения химически опасных
объектов.
53
Методика распространяется на случай выброса АХОВ в атмосферу в газообразном, парообразном или аэрозольном состояниях.
Масштабы заражения АХОВ в зависимости от их физических
свойств и агрегатного состояния рассчитываются по первичному и вторичному облаку, например:
· для сжиженных газов – отдельно по первичному и вторичному
облаку;
· для сжатых газов – только по первичному облаку;
· для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, – только по вторичному облаку.
Исходные данные для прогнозирования масштаба заражения
АХОВ:
· общее количество АХОВ на объекте и данные по размещению
их запасов в ёмкостях и технологических трубопроводах;
· количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, и характер их
разлива на подстилающей поверхности (свободно, в поддон или в обваловку);
· высота поддона или обваловки складских ёмкостей;
· метеорологические условия: температура воздуха, скорость
ветра на высоте 10 м (на высоте флюгера), степень вертикальной устойчивости воздуха.
При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения на
случай производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать за величину выброса АХОВ Q его содержание в максимальной по объему единичной ёмкости (технологической, складской,
транспортной и др.), метеорологические условия – инверсия, скорость
ветра – 1 м/с.
Для прогноза масштабов заражения непосредственно после аварии должны браться конкретные данные о количестве выброшенного
(разлившегося) АХОВ и реальные метеоусловия.
Внешние границы зоны заражения АХОВ рассчитываются по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм человека.
Прогнозирование может осуществляться заблаговременно (заранее, до возникновения ЧС) или после аварии (при оперативном планировании СНР). При этом учитывают данные, приведенные в табл. 16.
При прогнозировании допускается, что емкости, содержащие
АХОВ, разрушаются полностью (АХОВ разливается). Толщина слоя
разлива жидкости приведена в табл. 17, рис. 16.
54
Таблица 16
Исходные данные для прогнозирования
Основные показатели
Величина выброса
АХОВ
Метеоусловия
Исходные данные
Заблаговременное
После аварии
прогнозирование
Конкретные данные о
Содержание АХОВ в
максимальной по объе- количестве выброшенного (разлившегося)
му емкости
АХОВ
Инверсия, скорость вет- Реальные метеоуслора 1 м/с
вия
Таблица 17
Толщина слоя разлива жидкости
Условия разлива
Свободный разлив АХОВ
Принимаемая толщина слоя разлива h, м
h = 0,05 м (по всей площади разлива)
Разлив в поддон или обваловку h = H - 0,2 ( H – высота поддона или
обваловки, м)
Q
Разлив в групповой поддон или h = 0 , где Q0 – количество разливFd
групповую обваловку
шегося АХОВ, d – плотность АХОВ,
т/м3, F – площадь разлива, м2
h = 0,05 м
H
H
h = H – 0,2 м
h = H – 0,2 м
Рис. 16. Условия хранения АХОВ
55
Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменных метеоусловий принимаются равными 4 ч.
Определение количественных характеристик выброса АХОВ
Количественные характеристики выброса АХОВ для расчета масштабов заражения определяются по их эквивалентным значениям.
Основные модели, принимаемые для получения эмпирических
зависимостей при прогнозировании и оценке обстановки на ХОО:
(Г, S ) = f (Qэ , M ,T );
Г з = f (Qэ1 , Qэ 2 , T , N , M ) ;
Sф = f (M , Г з , N , f (v ));
Q
æ
ö
Г з = f ç Q0 , 0 , T , N , K1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , K 6 , K 7 ( табл. 18) ÷ ;
hd
è
ø
Sф = f (Г з , K8 , N );
(
)
Sв = f Г полн.зар , j = f (v ) .
Все обозначения расшифрованы в приведенных далее расчетных
формулах.
Таблица 18
Физический смысл коэффициентов
Физическое значение
Коэффициент
Условия хранения
Физические свойства АХОВ
Отношение пороговой токсодозы хлора
к пороговой токсодозе другого АХОВ
Учет скорости ветра
Учет степени вертикальной устойчивости воздуха
Учет времени, прошедшего с начала
аварии
Влияние температуры
Учет вертикальной устойчивости для
определения Sф
K1
K2
K3
Номер
таблицы
2
2
2
K4
K5
3
4
K6
5
K7
K8
2
7
56
Определение эквивалентного количества вещества
по первичному облаку
Эквивалентное количество вещества по первичному облаку (в тоннах) определяется по формуле
QЭ1 = K1K 3 K 5 K 7Q0 ,
где K1 – коэффициент, зависящий от условия хранения АХОВ – прил. 1
(для сжатых газов K1 = 1 ); K 3 – коэффициент, равный отношению
пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ (прил. 1);
K 5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости
воздуха: принимается равным при инверсии – 1, для изотермии – 0,23,
для конвекции – 0,08. Степень вертикальной устойчивости воздуха
определяется по прил. 4; K 7 – коэффициент, учитывающий влияние
температуры воздуха – прил. 1 (для сжатых газов K 7 = 1); Q0 – количествоо
выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.
При авариях на хранилищах сжатого газа величина Q0 рассчитывается по формуле
Q0 = dVx ,
где d – плотность АХОВ, т/м (см. прил. 1); Vx – объем хранилища, м.
При авариях на газопроводе величина Q0 рассчитывается по формуле
Q0 =
ndVx
,
100
где n – процентное содержание АХОВ в природном газе; d – плотность
АХОВ, т/м3 (прил. 1); Vx – объем секции газопровода между
автоматическими отсекателями, м 3 .
При определении величины QЭ1 для сжиженных газов, не вошедших в прил. 1, значение коэффициента K 7 принимается равным 1,
а значение коэффициента K1 рассчитывается по соотношению
K1 =
C p DT
DH исп
57
,
где C p – удельная теплоемкость жидкого АХОВ, кДж/кг×град;
DT – разность температур жидкого АХОВ до и после разрушения
ёмкости, ºС; DH исп – удельная теплота испарения жидкого АХОВ при
температуре испарения, кДж/кг.
Определение эквивалентного количества вещества
по вторичному облаку
Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку рассчитывается по формуле
Q
QЭ2 = (1- K1 )K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 0 ,
hd
где K 2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ
(прил. 1); K 4 – коэффициент, зависящий от скорости ветра (прил. 2);
K 6 – коэффициент, зависящий от времени после начала аварии N:
ìïT 0,8 , если T < N ,
K6 = í
ïî N 0,8 , если T > N
(при T < 1 ч, K 6 принимается для 1 ч); d – плотность АХОВ, т/м
(см. прил. 1); h – толщина слоя АХОВ, м.
Продолжительность поражающего действия АХОВ определяется
временем его испарения с площади разлива.
Время испарения АХОВ с площади разлива (в часах) определяется по формуле
T=
hd
,
K2 K4 K7
где h и d – те же величины, что и в формуле для QЭ2 .
При определении величины QЭ2 для веществ, не вошедших в прил. 1,
значение коэффициента K 7 принимается равным 1, а значение коэффициента K 2 определяется по формуле
где p – давление насыщенного пара вещества при заданной температуре
воздуха, мм рт. ст.; M – молекулярный вес вещества.
Расчет глубины зоны заражения при аварии
на химически опасном объекте
Расчет глубины зон заражения первичным (вторичным) облаком
АХОВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведется с помощью прил. 3, в котором приведены максимальные
значения глубин зон заражения первичным Г1 или вторичным Г 2 облаков АХОВ, определяемые в зависимости от эквивалентного количества
вещества и скорости ветра. Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленная воздействием первичного и вторичного облака АХОВ, определяется по формуле
Г = Г I + 0,5 Г II ,
где Г I – наибольший, Г II – наименьший из размеров Г1 и Г 2 . Полученноее
значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины
переноса воздушных масс Г п , определяемым по формуле
Г п = Nv ,
где N – время от начала аварии, ч; v – скорость переноса фронта
зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной
устойчивости воздуха, км/ч (табл. 19).
Таблица 19
Скорость переноса фронта зараженного воздуха
Скорость
ветра, м/с
Скорость
переноса,
км/ч
1
2
3
4
5
6
7
5
10 16 21
–
–
Инверсия
– – –
6
Изотермия
12 18 24 29 35 41 47 53 59 65 71 76 82 86
7
14 21 28
–
–
9
Конвекция
– – –
K 2 = 8,1 × 10 - 6 pM ,
58
8
59
10 11 12 13 14 15
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Определение площади зоны заражения
Вопрос 4. Пример расчета глубины и площади заражения
в случае выброса АХОВ на ХОО
Площадь зоны возможного заражения первичным (вторичным)
облаком АХОВ определяется по формуле
Sв = 8,72 × 10 -3 Г 2j ,
где S в – площадь зоны возможного заражения АХОВ, км2; Г – глубина
зоны заражения, км; j – угловые размеры зоны возможного заражения,
град.
Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ в зависимости
от скорости ветра v показаны в табл. 20.
Таблица 20
Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ
v, м/с
< 0,5
1
2
>2
φ, град
360
180
90
45
Площадь зоны фактического заражения Sф (в км2) рассчитывается
по формуле
2
Sф = K 8 Г N
0, 2
,
где K 8 – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости
воздуха, принимается равным 0,081 при инверсии, 0,133 – при изотермии,
0,235 – при конвекции; N – время, прошедшее после аварии, ч.
Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту
и продолжительности поражающего действия АХОВ
Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту
Время подхода облака АХОВ к заданному объекту зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле
X
,
v
где Х – расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;
v – скорость переноса фронта облака зараженного воздуха, км/ч.
t=
60
Задача
Дано. Базисный склад АХОВ расположен южнее города Б и отделен от города санитарно-защитной зоной глубиной 5,6 км. В результате
аварии разрушено хранилище жидкого аммиака емкостью 30 000 т. Северная граница склада проходит на удалении 0,4 км от аварийного хранилища.
Емкость обвалована, высота обваловки 3,5 м.
Величина выброса равна объему вещества, содержащегося в емкости (30 000 т).
Метеоусловия на момент аварии: инверсия, температура воздуха
+20°, ветер южный, скорость ветра 1 м/с.
Определить: опасность очага химического поражения для населения города Б через 4 ч после аварии.
Решение/ 1. Определить количество эквивалентного вещества по
первичному облаку QЭ1
QЭ1 = K1K 3 K 5 K 7Q0 .
В этой формуле:
K1 зависит от условия хранения АХОВ. При данных условиях для
аммиака K1 = 0,01 (см. прил. 1).
K 3 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора
к пороговой токсодозе аммиака, K 3 = 0,04 (см. прил. 1).
K 5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха; при инверсии K 5 = 1 .
K 7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздухаа
(см. прил. 1); при +20 °С для первичного облака K 7 = 1.
Q0 = 30 000 т..
Подставляя значения, получим
QЭ1 = 0,01 × 0,04 × 1 × 1 × 30 000 = 12 т..
2. Определим время испарения (продолжительности поражающего действия) аммиака с площади разлива (из обвалования):
61
hd
T=
,
K2 K4 K7
где h – толщина слоя АХОВ при разливе в обваловании:
( h = H - 0,2 = 3,5 - 0,2 = 3,3 м ); d – плотность жидкого аммиака; по прил.
1 d = 0,681 кг/м 3 ; K 2 – коэффициент, зависящий от физических свойств
АХОВ; по прил. 1 для аммиака K 2 = 0,025 ; K 4 – коэффициент,,
учитывающий скорость ветра; по прил. 1 K 4 = 1,0 (пример в табл. 21).
Таблица 21
Зависимость коэффициента K4 от скорости ветра
Скорость ветра, м/с
K4
1
2
3
4
1,0
1,33
1,67
2,0
K 7 = 1 по прил. 1 для вторичного облака при +20 °С.
В результате получаем время испарения (ч)
3,3 × 0,681
= 89,89 » 90 .
0,025 × 1 × 1
3. Определяем эквивалентное количество вещества (т) во вторичном
облаке
Q
QЭ2 = (1- K1 )K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 0 .
hd
В указанной формуле для QЭ2 значения всех коэффициентов, за
T=
исключением K 6 , уже известны. Он зависит от времени, прошедшего
о
после начала аварии (N, ч). Необходимо сравнить N со временем
испарения Т = 90 ч.
N = 4 ч (условие задачи), при N < Т принимается
K 6 = N 0,8 = 40,8 = 3,03 .
30 000
= 40 .
3,3 × 0,681
4. Находим (интерполированием) глубину зоны заражения первичным облаком ( Г1 ) для QЭ1 = 12 т, а также вторичным облаком ( Г 2 ) для
QЭ2 = (1 - 0,01) 0,025 × 0,04 × 1 × 1 × 3,03 × 1
QЭ2 = 40 т (прил. 3, пример в табл. 22).
62
Таблица 22
Определение глубины зоны заражения
Скорость
ветра, м/с
1
2
Эквивалентное количество АХОВ, т
0,1
1,25
0,84
0,5
3,16
1,92
Г1 = 19,2 +
Г 2 = 38,13 +
1
4,75
2,84
5
10
20
30
50
100
12,53 19,2 29,56 38,13 52,67 81,91
7,20 10,83 16,44 21,02 28,73 44,09
12 - 10
(29,56 - 19,2) = 21,3 км ;
20 - 10
40 - 30
(52,67 - 38,13) = 45,34 км .
50 - 30
5. Определяем полную глубину зоны заражения Г (км).
Г = Г I + 0,5 Г II , где Г I = Г 2 – наибольший из размеров, Г II = Г1 –
наименьший из размеров (см. предыдущий расчет).
Г = 45,34 + 0,5 × 21,3 = 56,05 км .
6. Находим предельно возможное значение глубины переноса
воздушных масс Гп, км:
Г п = Nv , где N = 4 ч – время от начала аварии, v – скорость переносаа
фронта зараженного воздуха при данной скорости ветра и степени
вертикальной устойчивости воздуха; по табл. 19 v = 5 км/ч:
Г п = 4 × 5 = 20 .
Поскольку Г > Г п , то при расчете площади фактического заражения
будем принимать Г п .
7. Определяем глубину заражения в жилых кварталах города
Ггород = 20 - (5,6 + 0,4) = 14.
8. Определяем площадь зоны фактического заражения (км2) через
4 ч после аварии (Sф):
Sф = K8 Г п2 N 0, 2 ,
где Kв = 0,081 для инверсии, Гп = 20 км, N = 4 ч.
Sф = 0,081 × 20 2 × 40, 2 = 42,8 .
9. Определяем площадь зоны возможного заражения:
63
при этом Sв > Sф.
Sв = 8,72 × 10 -3 × 56,052 × 180 = 4930 ,
Таким образом, так как продолжительность поражающего действия
АХОВ (аммиака) равна времени испарения и составляет 90 ч, а глубина
зоны заражения жилых кварталов города 14 км, сделаем вывод:
· через 4 ч после аварии облако зараженного воздуха (ОЗВ) представит опасность для населения, проживающего на удалении ”14 км от
южной окраины города в течение последующих (90-4) = 86 ч, или 3,6
сут, с площадью зоны заражения Sф = 42,8 км2.
Вопрос 5. Оценка химической обстановки
при применении ОВ в ЧС военного времени
Химическая обстановка – это обстановка, сложившаяся на данное
время после применения противником ОВ, характеризующаяся глубиной и площадью химического заражения с опасными для людей концентрациями ОВ.
Зона химического заражения включает район непосредственного
применения ОВ и территорию распространения облака воздуха, зараженного ОВ в опасных концентрациях.
Обстановка
В 10.00 10.09 противник применил по городу Борск ОВ зарин бомбометанием с одиночного самолета В-52. Наветренная граница района
применения ОВ – перекресток улиц Широкая и Средняя.
Глубина района 1 км.
Скорость приземного ветра (на высоте 1 м) 2 м/с.
Ветер устойчивый, юго-западный.
Температура воздуха +15 °С.
Облачность 6 баллов, пасмурно.
1. Определить по табл. 1 РЛГО степень вертикальной устойчивости атмосферы и температуру почвы. Из данных обстановки мы имеем
изотермию и tп = tв = +15 o C .
10.00
10.9 Изотермия
2. Нанести на карту в
правом верхнем углу метеознак
2
по приземному ветру (рис. 17). ОВ – зарин
Определить по табл. 2 РЛГО 10.00 10.9
длину, глубину и площадь зоны
химического заражения с пора1
жающими концентрациями.
3. По данным обстановtп = tв = +15 °C
ки длина зоны 2 км, глубина –
4,5 км, площадь 2 × 4,5 = 9 км2.
4. Нанести на карту зону 1 – район применения ОВ
химического заражения с учетом 2 – район распространения зараженного облака
масштаба (1 : 200 000), рис. 18.
Рис. 17. Метеознак по
приземленному ветру
10
30
0,45
где j = 180o при скорости ветра v = 1 м/с, Г = 56,05 км.
После подстановки получим:
Порядок расчета и нанесения прогнозируемой
химической обстановки на карту
20
S в = 8,72 × 10 - 3 Г 2j ,
ЗСК
45
Точка перекрестка улиц
Рис. 18. Зона химического заражения
64
65
45°
Другие виды обстановки
Возникновение и оценку очага биологического поражения прогнозировать практически нельзя. Возможность заражения может быть установлена по проведению в войсках противника массовых прививок и
увеличения содержания белка в воздухе.
Принципы прогнозирования очагов теплового поражения при ядерных взрывах и применении зажигательных средств, а также очагов разрушений будут рассмотрены ниже. Прогностическая оценка инженерной обстановки, т. е. возможный характер разрушений выполняется по
данным таблиц.
Порядок нанесения зон заражения
на топографические карты и схемы
Зона возможного заражения облаком АХОВ на картах (схемах)
ограничена окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим
угловые размеры j и радиусом, равным глубине заражения Г. Угловые
размеры в зависимости от скорости ветра по прогнозу приведены в теме
3, вопрос 3. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения.
Зона фактического заражения, имеющая форму эллипса, включается в зону возможного заражения. Ввиду возможных перемещений
облака АХОВ под воздействием изменений направления ветра фиксированное изображение зоны фактического заражения на карты (схемы)
не наносится.
На топографических картах и схемах зона возможного заражения
имеет нижеследующий вид.
А. При скорости ветра по прогнозу < 0,5 м/с зона заражения имеет
вид окружности (рис. 19).
Точка О соответствует источнику заражения; j = 360°; радиус
окружности равен Г.
Б. При скорости ветра по прогнозу от 0,6 до 1 м/с зона заражения
имеет вид полуокружности (рис. 20).
Точка О соответствует источнику заражения; j = 180°; радиус
полуокружности равен Г; биссектриса полуокружности совпадает с осью
следа облака и ориентирована по направлению ветра.
66
j
О
Г
О
Рис. 19. Вид зоны заражения при
скорости ветра < 0,5 м/с
Г
v
Рис. 20. Вид зоны заражения при
при скорости ветра от 0,6 до 1 м/с
В. При скорости ветра по прогнозу > 1 м/с зона заражения имеет
вид сектора (рис. 21).
j
О
Г
v
Рис. 21. Вид зоны заражения при
скорости ветра > 1 м/с
Точка О соответствует источнику заражения;
ìï90o при скорости ветра по прогнозу от 1,1 до 2 м/с,
j=í
ïî45o при скорости ветра по прогнозу > 2 м/с.
Биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.
Рекомендуемая литература
1. Методика оценки радиационной и химической обстановки по данным
ГО. – М.: Воениздат, 1982.
2. Журавлёв В. П. и др. Защита населения и территорий в чрезвычайных
ситуациях. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1999.
3. Атаманюк В. Г. и др. Гражданская оборона: учебник для вузов. – М.:
Высшая школа, 1987.
67
68
69
70
71
Приложение 5
Основные химические свойства АХОВ
Аммиак
Применяется: в производстве жидких удобрений и соды, в органическом синтезе, при крашении тканей и в светокопировании, как хладагент, при серебрении зеркал.
Химические свойства: бесцветный газ с удушливым резким запахом
нашатырного спирта, Тпл -77,75 ºC, Ткип -33,35 ºC, плотность 0,771 г/см3,
ПДК 20 мг/м3, взрывоопасен, реакционноспособен, растворяется в воде.
Действие на человека:
– слезотечение, боль в глазах;
– удушье, приступы кашля;
– головокружение, боль в желудке, рвота;
– расстройство дыхания, кровообращения;
– сердечная слабость, остановка дыхания.
Неотложная помощь:
– надеть противогаз;
– вынести на свежий воздух;
– вдыхание теплых водяных паров с добавлением уксуса или
лимонной кислоты;
– теплое питье – молоко с боржоми или содой;
– искусственное дыхание;
– глаза промыть водой;
– освободить от стесняющей одежды;
– пораженного согреть и обеспечить покой.
СИЗ:
– фильтрующий противогаз: промышленные марки: Г, КД, СО,
ДП-2; гражданские: ГП-5, ГП-7 с ДПГ-1,2;
– изолирующие противогазы;
– дыхательные аппараты;
– респираторы РПГ-67 КД;
– ВПМ, пропитанные уксусной или лимонной кислотой;
– защитный костюм, перчатки сапоги.
Дегазатор:
– вода, на 1 т аммиака 150 т воды.
72
Водород хлористый (соляная кислота)
Применяется:
– при производстве красителей;
– дубление и окраска кож;
– крашение тканей;
– производство активированного угля;
– гальванопластика.
Химические свойства: бесцветный газ с резким запахом, Тпл –114,2
ºC, Ткип –85,1 ºC, плотность 1,64 г/см3, ПДК 5 мг/м3, пороговая концентрация 2,0 мг/л, смертельная 5,0 мг/л при экспозиции 90 мин. Растворяет
металлы, в воздухе образует белый металл, с водой – соляную кислоту.
Действие на человека:
– разрушает слизистые носа;
– помутнение роговицы глаз;
– охриплость, чувство удушья;
– покалывание в груди;
– насморк, кашель.
Неотложная помощь:
– надеть противогаз;
– вынести на свежий воздух;
– освободить от стесняющей дыхание одежды;
– промывание глаз, носа, полоскание 2-процентным раствором
соды;
– тепло на область шеи;
– теплое молоко с боржоми, содой.
СИЗ:
– фильтрующий противогаз марки В;
– гражданский противогаз ГП-5,7 с ДПГ-1,3;
– спецодежда из кислостойкой ткани;
– фартук из неопрена, текстовенита;
– рукавицы, перчатки, сапоги из стойкой резины;
– защитные герметичные очки.
Дегазатор:
– вода, щелочные растворы.
73
Водород цианистый (синильная кислота)
Сернистый ангидрид (двуокись серы)
Применяется:
– синтез натурального каучука;
– производство синтетических волокон, пластмасс, оргстекла;
– в борьбе с вредителями с/х, для уничтожения амбарных вредителей, грызунов и при дератизационных работах на транспорте.
Химические свойства: бесцветная летучая жидкость, газ со слабым запахом горького миндаля, Тпл –13,4 ºC, Ткип – 25,6 ºC, плотность
0,697 г/см3, ПДК 0,3 мг/м3, пороговая концентрация 0,2 мг/л, смертельная 0,1 мг/л при экспозиции 60 мин. Смешивается с водой, смесь паров
с воздухом взрывается, на воздухе разлагается. Пары легче воздуха, легко
растворяются в воде, спирте, эфире.
Действие на человека:
– обладает исключительно выраженной ядовитостью;
– головная боль в височной части;
– слабость, общее недомогание;
– головокружение, боль в сердце;
– при больших концентрациях мгновенная потеря сознания, паралич дыхания и сердца.
Неотложная помощь:
– надеть противогаз;
– вынести на носилках из загрязненной атмосферы;
– снять загрязненную одежду;
– дать антидонт – амилнитрит; выдыхать из ваты 3–5 капель или
раздавить ампулу и ввести под маску противогаза;
– при ослаблении или прекращении дыхания – искусственное дыхание;
– создать покой, согреть;
– госпитализация.
СИЗ:
– фильтрующий противогаз марки В или БКФ;
– изолирующий противогаз;
– защитная одежда, обувь, перчатки из перхлорвинила, резины или
других пластиков.
Дегазатор:
– на коже человека: 2-процентный раствор соды или вода с мылом;
– щелочи, аммиак, формалин в помещениях.
Применяется:
– для отбеливания целлюлозы, шерсти, шелка, сахара;
– в консервной промышленности как консервант;
– для получения серной кислоты;
– как хладоген и для дезинфекции.
Химические свойства: бесцветный газ с резким запахом, при давлении 4 атм – жидкость, Тпл -72,7 ºC, Ткип -10,1 ºC, плотность газа 2,926,
жидкости 1,462 г/см3, ПДК 10 мг/м3, пороговая концентрация 0,0001 мг/л,
смертельная концентрация 1,4–1,7 мг/л при экспозиции 30–60 мин. Мало
реакционноспособен.
Действие на человека:
– раздражает слизистые оболочки глаза, дыхательных путей;
– кашель, синеющая кожа, рвота, отек легких, судороги;
– понижается вкусовое восприятие, ухудшается обоняние, зубы
разрушаются.
Неотложная помощь:
– надеть противогаз;
– вынести на свежий воздух;
– освободить от стесняющей одежды;
– промывание глаз, носа, полоскание 2-процентным раствором
соды;
– тепло на область шеи, теплое молоко с боржоми, содой, медом;
– искусственное дыхание.
СИЗ:
– фильтрующий промышленный противогаз марки В, М, БКФ;
– защитная одежда, перчатки, сапоги.
Дегазатор:
– гашеная известь, аммиак, щелочи.
74
75
Сероводород
Применяется:
– для получения серы;
– для борьбы с с/х вредителями.
Химические свойства: бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц, Тпл –85,7 ºC, Ткип –60,38 ºC, плотность 1,5 г/см3, ПДК 10 мг/м3,
пороговая концентрация 0,000012 мг/л, смертельная концентрация
1,0 мг/л при экспозиции 30–60 мин. На воздухе окисляется до свободной серы, в смеси с воздухом взрывается.
Действие на человека:
– чувство жжения в глазах и ощущение песка;
– головные боли, ослабление слуха;
– расстройство пищеварения;
– кожный зуд.
Неотложная помощь:
– надеть противогаз;
– вынести на свежий воздух;
– освободить от стесняющей дыхание одежды;
– искусственное дыхание;
– платок с хлорной известью – на рот;
– теплое молоко с содой.
СИЗ:
– фильтрующий противогаз марки М, КД;
– гражданский противогаз ГП-5,7 с ДПГ-1,3;
– при высоких концентрациях шланговый противогаз, кислородные приборы;
– спецодежда, герметические очки, сапоги.
– сухой кашель, потеря сознания.
Неотложная помощь:
– надеть противогаз;
– вынести на носилках лежа на свежий воздух;
– покой, согревание, вдыхание питьевой соды;
– промыть глаза, нос, рот 2–5-процентным раствором соды;
– пить теплое молоко с боржоми, содой, кофе;
– горчичники на грудь, тепло на шею;
– освободить от стесняющей одежды;
– искусственное дыхание по показаниям.
СИЗ:
– фильтрующий промышленный противогаз марки В, М, БКФ;
– гражданский противогаз ГП-5, 7 с ДПГ-1,3 и без них;
– спецодежда, защитные герметические очки, обувь, фартук.
Дегазатор:
– гипосульфит, гашеная известь, вода.
Хлор
Применяется:
– для хлорирования воды;
– для получения пластмасс, инсектицидов, дезинфицирующих
веществ, отбеливающих и моющих веществ.
Химические свойства:
Зеленовато-желтый газ с характерным запахом, Тпл -101,3 ºC, Ткип 34,5 ºC, плотность 3,124 г/см3, ПДК 1 мг/м3. В воздухе гидролизуется,
реакционноспособен, в смеси с воздухом взрывается.
Действие на человека:
– затруднение дыхания, лицо синеет, движения не координированные, пульс учащается;
– потеря сознания, химический ожог легких, загрудинные боли,
жжение и резь в глазах;
76
77
Тема 4. ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНОЙ И ПОЖАРНОЙ
ОБСТАНОВКИ ПРИ ВЗРЫВАХ
Цель: научиться пользоваться методом прогнозирования при оценке пожарной и инженерной обстановки, которая может сложиться
в результате ЧС мирного времени.
R1
R2
R3
Учебные вопросы:
1. Оценка инженерной обстановки.
2. Оценка пожарной обстановки.
3. Оценка медицинской обстановки.
Рис. 22. Зоны действия воздушной ударной волны
Таблица 23
Характеристика зон действия взрыва
Вопрос 1. Оценка инженерной обстановки
Под инженерной обстановкой, сложившейся в результате ЧС мирного времени, понимают характер и степень разрушений зданий, сооружений, КЭС и других устройств, обусловливающих объемы и последовательность ведения спасательных и других неотложных работ,
ликвидацию последствий ЧС.
Основной задачей оценки инженерной обстановки методом прогнозирования является определение источника возникновения ЧС: взрывы на реакторах АЭС, взрывы газо- и нефтепроводов (углеводородных
смесей), аварии на транспорте, стихийные бедствия, кроме того – определение интенсивности воздействия возмущающих сил, вызывающих
критическое изменение инженерной обстановки; характера разрушений зданий, сооружений, сторонность и объем образующихся завалов в
зависимости от конструкции и этажности зданий, ширины улиц; характера разрушений мостов, КЭС; характера заваливаемости защитных
сооружений ГО и других подземных устройств.
Интенсивным источником возникновения ЧС является народнохозяйственная область нефтепереработки и транспортировки газа и нефтепродуктов.
При смешении жидкого пропана с воздухом образуется взрывоопасная углеводородная смесь: взрыв возможен при содержании в 1 м3
воздуха более 20 л газа. При взрыве образуется очаг взрыва, в котором
выделяют три круговые зоны (рис. 22).
Избыточное давление в этих зонах показано в табл. 23.
78
Радиус
Наименование зоны
R1
Действие
детонационной волны
Действие продуктов
взрыва
Действие воздушной
ударной волны на
различном удалении
от центра взрыва
Определение
Избыточное
давление,
DР, МПа
R2
R3
R1
= 18,5 3
Q,м
R2 = 1,7 R1, м
1,7
0,3–1,3
Определяется по номограмме
Определение количества углеводородной взрывной смеси осуществляется по формуле Q = 0,6Qн , где Qн – количество сжиженных углеводородных газов.
Пример 1. Дано: в емкостях имеется 330 т сжиженного пропана.
Определить количество (т) взрывной смеси:
Q = 0,6×330 = 199,8 @ 200 .
Пример 2. Определить интенсивность избыточного давления во
фронте взрывной волны на удалении от центра взрыва от 150 до 1200 м,
если имеется Q = 200 т взрывной смеси (используется номограмма,
рис. 23).
79
L, м
0,1
Q, т
Рис. 23. Номограмма для определения избыточного давления
Результат определения представлен в табл. 24.
Таблица 24
Определение избыточного давления
L ,м
DP , МПа
150
0,3
200
0,2
300
0,1
420
0,05
600
0,03
680
0,02
1200
0,01
В
В
Эти данные определяются заблаговременно и наносятся на план
населенного пункта.
Для определения характера возможных разрушений зданий, сооружений и КЭС, сторонности образующихся завалов необходимы следующие исходные данные (рис. 24):
· a– угол между осью воздействия взрывной волны и осью улицы;
· L – удаление центра взрыва от центра воздействия взрывной
волны;
· B – ширина улицы, м;
· этажность и материал зданий.
Пример 3. a = 60o , L = 420 м, B = 25 м (районная магистраль),
здания кирпичные, 8-этажные.
Определить:
1. Интенсивность взрывной волны.
2. Сторонность завалов и их характеристику.
3. Характер разрушения зданий.
4. Высоту завалов.
5. Процент содержания обломков различной массы в завале.
6. Содержание элементов завала в % к объему завала.
7. Объем завала, м3.
1. По номограмме, при L = 420 м , интенсивность взрывной волны DP ® 0,05 МПа.
2. На улицах могут образоваться односторонние или двусторонние завалы. Односторонние образуются, когда угол между направлением распространения ударной волны и направлением участка улицы более 45°; при угле менее 45° – двусторонние.
В нашем случае завалы односторонние. Образование сплошных
завалов определяется по табл. 25.
Таблица 25
Вероятность образования сплошных завалов
DP , МПа
Этажность
зданий (вдоль
улиц)
Внутриквартальные
улицы, В = 10–20 м
2–3
4–5
6–7
8–10
0,05
0,04
0,03
0,025
Районные
магистрали,
В = 20–35 м
0,09
0,07
0,05
0,04
Городские
магистрали,
В = 40–60 м
0,12
0,11
0,11
0,1
Рис. 24. Исходные данные для оценки обстановки
В нашем случае при DP = 0,05 МПа на районной магистрали
и при этажности зданий 8–10 этажей образуются сплошные завалы.
3. Для определения характера разрушения зданий следует воспользоваться таблицей учебника «Гражданская оборона», с. 114: кирпичные многоэтажные здания при DР = 0,03 - 0,04 МПа получают полные разрушения, что характеризуется разрушением всех основных несущих конструкций наземной части зданий.
4. Для определения высоты завала следует воспользоваться табл. 26.
80
81
a
Центр взрыва
Таблица 26
Определение высоты завала
Этажность
Дальность разлета осколков (м) – числитель;
высота завала – знаменатель
DP , МПа
0,04
0,06
Кирпичные здания
Перпендикулярно действию волны
11/8
14/7
8–10
8+7
= 7,5 м .
2
5. Определение процента содержания обломков различной массы в завале находят по табл. 27.
При DP = 0,05 МПа высота завала: hз =
Таблица 27
Содержание обломков различной массы в завале
DP , МПа
Содержание обломков различной массы, %
Крупные, более Средние, 0,1–0,5 Мелкие, менее
0,01–0,03
0,03–0,1
Более 0,1
0,5 м
50
30
10
3
3
м
40
40
20
0,1 м
10
30
70
3
6. Материал завала устанавливается по табл. 28.
Таблица 28
Состав завала по материалу
Состав завала
Кирпичные глыбы,
битый кирпич
Обломки
железобетонных и
бетонных элементов
Деревянные
элементы
Металлоконструкции
Содержание элементов завала различных зданий
к объему завала, %
Кирпичных
Жилых
Промышленных
50
25
12
62
30
3
8
10
82
7. Объем завала определяется из условия, что на каждые 1000 м3
строительного объема жилого здания при полном его разрушении образуется 350–500 м3 завала, а промышленного – 50–200 м3.
Характер разрушения мостов может быть определен в зависимости от удаления моста от центра взрыва и его конструкции с помощью
таблиц, приведённых в учебниках «Гражданская оборона».
Пример 4. Дано: железобетонный мост расчетным пролетом
lp = 20 м. Отстоит от центра взрыва на L = 380 м, Q = 200 т. Определить характер разрушения моста.
По номограмме DР = 0,075 МПа. По таблице учебника находим:
мост получит слабые разрушения, что характерно разрушением перил
и частично проезжей части.
Характер разрушения коммунально-энергетических сетей
Пример 5. Дано: количество взрывной смеси Q = 20 т; КЭС
и сооружения расположены на различном удалении от центра взрыва.
Определить характер разрушений КЭС и сооружений, для чего
используем табл. 29.
Характер разрушений КЭС и сооружений
КЭС и
сооружения
Подземные сети
водопровода,
канализации, газа
ТЭЦ и наземные
сооружения
Трансформаторная
подстанция
Водонапорная
башня
Высоковольтная
линия
электропередачи
Таблица 29
L, м
DP , МПа
280
0,13
Характер
разрушения
Слабое
700
0,025
Сильное
600
0,03
Слабое
600
0,03
Среднее
480
0,05
Среднее
Характер заваливаемости защитных сооружений ГО
Убежища считаются заваленными, если высота завала над аварийным выходом или входом будет превышать (табл. 30):
83
Таблица 30
Высота завала, при котором убежище будет завалено
Конструкция входа, выхода
Высота завала, м
Аварийный выход с оголовком 1,2 м
Более 1,7
Аварийный выход с люком на уровне
Более 0,5
земли
Наклонный вход (при разрушении)
Более 0,8–1,0
Наклонный вход (при сохранности)
Более 1,1–1,3
Пример 6. Дано: Q = 200 т. Здание кирпичное, 8-этажное. Находится на удалении от возможного центра взрыва L = 600 м. Здание находится на улице, ось которой располагается по направлению действия
взрывной волны. В здании располагается встроенное ЗВУ. Аварийный
выход с оголовком 1,2 м (рис. 25).
3
В 300
=600
Q=200Т
Q
= 200 т
Рис. 25. Исходные данные к примеру 6
1. По номограмме интенсивность взрывной волны DР = 0,03 МПа.
2. По табл. 26 высота завала hз £ 7,0 м.
7 ³ 1,7 м.
3. Убежище будет завалено.
Для определения ориентировочных объемов работ по устройству
проездов в завалах, откопке и вскрытию заваленных убежищ надо:
1. На плане участка жилых районов в масштабе нанести контуры
заваленных участков улиц.
2. Указать максимальную высоту завалов.
3. Зная места расположения ЗВУ и аварийных выходов, определить количество сооружений, подлежащих откопке.
4. Определить пути доставки техники.
5. Зная общий объем работ по расчистке завалов и вскрытию убежищ, рассчитать комплексы машин и механизмов, исходя из эксплуатационной производительности ведущих машин.
84
6. На этой основе назначить силы для каждого вида работ.
Эти данные закладываются в план ГО на мирное время.
Вопрос 2. Оценка пожарной обстановки
Под пожарной обстановкой, сложившейся в результате ЧС мирного
времени, понимают характер и масштабы поражения пожарами зданий,
сооружений, оказывающих влияние на организацию и ведение спасательных и других неотложных работ, ликвидацию последствий ЧС.
Противопожарная защита направлена на предупреждение пожаров, ограничение их распространения, обеспечение успешного пожаротушения и создание условий для ведения спасательных и других неотложных работ. При оценке пожарной обстановки методом прогнозирования учитываются следующие данные, влияющие на пожарную обстановку: плотность застройки, степень огнестойкости, категория пожаровзрывоопасности производства.
Плотность застройки территории
P=
å S зд ×100
Sт
%,
где å S зд – сумма площадей зданий на данной территории; S т – площадь
всей территории.
Виды пожаров приведены в табл. 31.
Таблица 31
Виды пожаров
Вид пожара
Характеристика
Отдельный
Условие развития не зависит от вида
пожара в соседних зданиях
Массовый
Пожары одновременно не менее в 25 %
зданий
Сплошные
Одновременное горение не менее 70 %
зданий. Скорость распространения огня
до 130 км/ч
Тление и горение в завалах
Длительное тление и горение обломков
в завалах
Огневой шторм
Интенсивное горение всей застройки
85
Наибольшую опасность представляют сплошные пожары. Возможности их возникновения определяются по табл. 32.
Таблица 32
Возможность возникновения сплошных пожаров
Степень огнестойкости
Плотность застройки, %
I и II
Более 30
III
Более 20
IV и V
Более 15
Наибольшую опасность представляют производства категорий А,
Б, В; в меньшей степени – Г.
Опасно распространение в воздухе газов, например, пропана; при
его концентрации более 95 л/м3 возможно самовозгорание.
Пример 7. Определить возможный характер пожаров, если имеется
производство с воспламеняющимися жидкостями. Площадь всей территории застройки 107 000 м2. Площадь, занимаемая зданиями 32 200 м2. Здания панельные (железобетон). Оконные переплеты и двери деревянные.
Решение.
1. Категория пожароопасности производства – Б.
å Sз ×100 % = 32 000 × 100 = 30 % .
2. Плотность застройки Р =
Sт
107 000
3. Степень огнестойкости зданий – II.
Вывод. По табл. 32 возможно образование сплошных пожаров.
Оценка пожарной обстановки методом прогнозирования
Цель: оценка возможных последствий пожаров и выработка рекомендаций по их предотвращению.
А. Оценка пожарной обстановки в населенном пункте
Оценка ведется, исходя из:
· характера и плотности застройки;
· огнестойкости зданий, сооружений;
· категории пожароопасности объектов и производств;
· расстояния между зданиями R (м);
· длины фронта пожара L (м);
· влажности воздуха j (%);
· типа ЗС (встроенное, отдельно стоящее, негерметичное);
86
· скорости ветра v (м/с).
Итак:
а) вначале устанавливают степень огнестойкости зданий (табл. 33);
Таблица 33
Степени огнестойкости зданий
Степени огнестойкости
Предел огнестойкости П, ч
по характеристике зданий
I, II
³2
III, IIIа, IIIб
2–1,5
IV,V
1–0,5
б) устанавливается пожароопасность объектов и производств: А,
Б, В, Г, Д;
S зд
× 100 % ;
Sт
г) определяется вероятность возникновения и распространения
пожара (Р):
· от расстояния между зданиями: Р = f ( Ri ) , табл. 34.
в) определяется плотность застройки: Рз =
Таблица 34
Зависимость вероятности распространения пожара
от расстояний между зданиями
Расстояние
между
зданиями, м
Вероятность
распространения
пожара, %
R
10
20
30
50
P
65
27
23
3
· от плотности застройки: Р = f ( Pз ) .
Воспользуемся графиком (рис. 26);
д) определение скорости распространения пожара от скорости ветра
и влажности воздуха может быть выполнено с помощью номограммы
(рис. 27);
е) характер воздействия пожара на людей в ЗС (от высоких температур (ВТ)), воздействия газовой среды, дыма, окиси углерода; при
этом люди получают легкое отравление (ЛО), среднее (СО), тяжелое
отравление (ТО) (табл. 35);
87
Таблица 35
Характер воздействия пожара на людей
Вид пожара
Тип защитных
Воздействие за время, ч
сооружений
1,0
3,0
6,0
0,25 0,5
Сплошной
С нарушенной
ЛО; ВТ СО; ВТ ТО; ВТ
пожар на ОНХ
герметизацией
и в населенном
Встроенные
ЛО; ВТ СО; ВТ
пункте
Отдельностоящие
ЛО
СО
Pз, %
50
40
Опасная зона
распространения
пожаров
30
20
10
Отдельные
пожары
10
20
30
40
P, %
50
60
70
80
90
ж) потребность в силах для пожаротушения:
Lф
N отд =
,
h
где N отд – количество отделений; Lф – фронт пожара; h – норматив на
одно отделение за 10 ч.
100
Б. Оценка пожарной обстановки в лесах
Рис. 26. Зависимость вероятности распространения пожара
от плотности застройки
v, м/с
15
I
Высокая
II
Средняя
10
III
Небольшая
5
0
20
40
60
80
j, %
100
Рис. 27. Скорость распространения пожара:
I – распространяется очень быстро – срочная эвакуация;
II – распространяется быстро – эвакуация либо локализация пожара;
III – распространяется медленно
88
Она зависит: от времени года; погодных условий; топографических
условий.
Пожары могут быть: почвенные; низовые; верховые.
Основной пожароопасный период – лето. Это 5–7 % дней в году. В
это время влажность уменьшается до 35–40 %. Как правило, пожары
возникают в утренние и дневные часы.
Для оценки обстановки исходными данными служат:
· топографическая карта района пожара;
о
· лесопожарный коэффициент h – постоянная величина для каждого
региона в течение месяца; для большинства государств СНГ на июнь,
июль, август h = 0,65; для юго-западного и центрально-черноземного
о
района h = 0,7;
· tразв – время развития пожара (до времени прибытия средств
пожаротушения на место пожара), ч;
· Vв – скорость ветра, м/с;
· j – относительная влажность, %;
· З – запас горючих материалов, т/га;
· w – влажность материала, %;
· a – крутизна склонов, град.
Этапность прогнозирования:
89
I. Определение площади S (га) и периметра Pп (км) по номограмме
(рис. 28). Вхождение в номограмму по величинам:
h – лесопожарный коэффициент, tразв –время развития пожара, рис. 28.
h
0,6
1000
0,5
0,45
Sпож, га
14
700
600
12
500
10
8,5
400
300
200
100
80
7
Периметр пожара Pп, га
15
6
3
24
48
60
Время развития пожара tразв, ч
Рис. 28. Определение площади и периметра пожара
II. Определение скорости распространения пожара в зависимости
от влажности воздуха (j ) и скорости ветра ( vв ) (по графику, рис. 29).
v, м/с
12
8
I
Высокая
II
5
Средняя
III
3
Небольшая
0
15
40
65
j, %
80
Рис. 29. Скорость распространения пожара
в зависимости от метеоусловий
90
При этом если погодные условия – средние, топография – средняя, то: при высокой скорости распространения пожара (6–7 км/ч)
возникнyт низовые и верховые пожары; при средней скорости (2 км/ч)
возникнут пожары средней силы; при малой скорости (менее 2 км/ч)
пожар может быть остановлен при встрече с препятствиями.
Имеется более точная методика определения скорости распространения пожара в зависимости от крутизны склонов a , влажности материалов w , запаса горючих материалов З, влажности воздуха j .
Вопрос 3. Оценка медицинской обстановки
Под медицинской обстановкой, сложившейся при ЧС мирного
времени, понимают масштабы необходимой медицинской помощи
с учетом работоспособности медицинских учреждений, характера эпидемиологической ситуации, влияющих на жизнедеятельность населения и ведение спасательных и других неотложных работ.
Медицинская служба ГО силами своих медицинских учреждений
в очагах ЧС выполняет следующие мероприятия: эвакуацию пораженных, лечебно-профилактические, санитарно-противоэпидемические.
При оценке медицинской обстановки прогнозируются: массовость
потерь среди населения, тяжесть поражения людей, возможная степень
нарушения работоспособности медицинских учреждений при ЧС,
а также силы и средства, направляемые в пострадавшие районы.
Оценка медицинской обстановки полностью зависит от природы
и характера чрезвычайной ситуации, потому что различны виды и степень поражения людей при землетрясении и наводнении, при аварии
на химически опасном ОНХ и взрыве углеводородной смеси на объекте, при аварии на транспорте и на радиационно- опасном ОНХ.
Оценка массовости потерь населения зависит от условий нахождения людей в момент возникновения ЧС.
Зная процентное соотношение населения, находящегося на ОНХ,
в жилых зданиях, на улицах, в предприятиях торговли и бытового обслуживания и т. д., возможно спрогнозировать ожидаемое количество
пострадавших.
Получив данные оценки инженерной, пожарной, химической, радиационной обстановки, можно приступить к определению возможной
тяжести потерь и поражения людей (табл. 36).
Оценка медицинской обстановки ведется в тесном сочетании
с оценкой других видов обстановки и параллельно с ними.
91
Таблица 36
Степень тяжести поражения людей
Источник поражения
Причина
Характер поражения
Взрывная волна
Легкая контузия, ушибы, вывихи
DP =
= 0,02–0,04 МПа
Серьезная контузия, переломы
DP =
= 0,04–0,05 МПа конечностей
Сильная контузия, повреждение
DP =
= 0,05–0,1 МПа органов брюшины, повреждение
черепной области, тяжелые
переломы
Летальный исход
DP больше
0,1 МПа
Пламя пожаров
Ожоги
Ожоги различной тяжести. Ожоги
сетчатки глаз – ослепление. (До
70 % людей в очаге пожара
получают поражения)
Разрушение зданий и Полное
Летальный исход
сооружений, где
разрушение
находились люди,
Сильное и
Под обломками, у стен зданий, в
оказавшиеся в завалах среднее
помещениях с заваленными
путями сохраняется до 50 %
людей, большая часть с
поражениями различной тяжести
Слабые
Находившиеся в зданиях до 50 %
получают травмы. Гибель мало
вероятна
Затопление подвалов Интенсивное
Утонувшие и пораженные от
от разрушения
заполнение
длительного пребывания в воде
водопровода,
водой
канализации и др.
помещений
людьми
Истечение СДЯВ из
Отравление
Различный характер и степень
резервуаров при
СДЯВ при не
поражения СДЯВ
разрушении,
использовании
транспортировке
СИЗ
Выбросы на
Превышение
Лучевая болезнь различной
аварийных
доз облучения
степени тяжести
радиационно опасных по НРБ 76/87
ОНХ
92
Медицинская обстановка является основой для планирования спасательных работ, которые должны быть закончены за 24 ч с момента
возникновения ЧС. Запоздание может повлечь гибель людей, не извлеченных из завалов, от синдрома длительного сдавливания организма.
Работа спасателей становится опасной из-за возможности их заражения трупным ядом.
Биологическую (бактериологическую) обстановку методом прогнозирования оценить невозможно. Она устанавливается только биологической разведкой по наличию заболевших и проведению лабораторных исследований.
Рекомендуемая литература
1. Журавлёв В. П. и др. Защита населения и территорий в чрезвычайных
ситуациях. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1999.
2. Атаманюк В. Г. и др. Гражданская оборона: учебник для вузов. – М.:
Высшая школа, 1987.
93
Тема 5. ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ
ПРИ ЧС МИРНОГО И ВОЕННОГО ВРЕМЕНИ
Цель: дать понятие об обстановке при ЧС военного времени. Изучить выявление радиационной обстановки при аварии на АЭС. Научиться решать задачи по оценке обстановки с использованием номограмм и
таблиц, дать понятие о режимах радиационной защиты.
Учебные вопросы:
1. Понятие о радиационной обстановке при ЧС военного времени.
2. Оценка радиационной обстановки с решением задач.
3. Понятие о режимах радиационной защиты.
4. Радиационная обстановка при аварии на АЭС.
Вопрос 1. Понятие о радиационной обстановке
при ЧС военного времени
В военное время вследствие нападения противника могут возникнуть очаги поражения: радиационные, химические, биологические, тепловые, очаги разрушений и комбинированного поражения.
Для обеспечения успешных действий формирований ГО и организации надежной защиты населения исключительно важно своевременно обнаружить очаг, определить его вид и масштаб, правильно оценить степень опасности для людей и разработать конкретные меры защиты и правила действий населения.
Разработка мероприятий по защите людей в военное время осуществляется на основе оценки обстановки.
Быстрая и правильная оценка обстановки дает возможность начальнику ГО объекта и командиру формирования принять оптимальное решение для проведения марша, спасательных работ в очаге поражения, а также для выбора средств и способов защиты личного состава
формирований и населения.
Обстановка может быть выявлена и оценена:
1. Методом прогнозирования (прогнозируемая обстановка).
2. По данным разведки (фактическая обстановка).
Выявление обстановки методом прогнозирования производится
как до, так и после применения противником ОМП. Например, при не94
достаточности исходных данных для принятия решений на совершение марша по зараженной местности, так как данные разведки о фактической обстановке еще не поступили.
Методом прогнозирования обстановка оценивается штабами ГО
городов и районов. Прогноз дает приближенные характеристики обстановки, которые могут существенно отличаться от фактических. Поэтому прогнозируемая обстановка уточняется данными всех видов разведки, проводимой на местности.
Штаб ГО объекта и командиры формирований оценивают обстановку на основе данных, полученных от разведки, т. е. по фактической
обстановке.
На практике применяются оба метода выявления обстановки на
основе конкретной обстановки, сложившейся после нападения противника.
Вопрос 2. Оценка радиационной обстановки
с решением задач
Под радиационной обстановкой понимают обстановку, сложившуюся на данное время, после взрыва или выпадения радиоактивных осадков: 1) масштабы заражения (размеры зараженной территории) и 2) степень заражения (уровни радиации).
Исходная обстановка
В соответствии со складывающейся военно-политической обстановкой в городе Борске и области в 6.00 9.09 объявлена «угроза нападения» (УН). Срочно проводятся мероприятия, предусмотренные планами ГО области, города и объекта народного хозяйства.
В 7.00 10.09 подан сигнал «воздушная тревога» (ВТ). Население
укрылось в защитных сооружениях. Рабочие и служащие завода строительных конструкций (ЗСК) укрылись в убежище № 1 и подземной галерее для подачи инертных материалов к бетоносмесительному узлу.
В 8.00 10.09 противник нанес ядерные удары:
· по городу – воздушный взрыв мощностью 500 кт, эпицентр
взрыва – площадь с памятником на пересечении основных магистралей
города;
95
· по заводу № 25 на территории области – наземный взрыв
мощностью 100 кт, центр взрыва – перекресток дорог в 1км северозападнее завода.
В результате ядерного удара по городу на ЗСК возникли разрушения зданий и сооружений, завалы на проездах и пожары; имеются жертвы среди рабочих и служащих. На местности в районе воздушного
ядерного взрыва средняя прозрачность воздуха, видимость до 20 км.
Радиоактивное облако от наземного ядерного взрыва движется в северо-западном направлении, азимут среднего ветра 135°, скорость среднего ветра 50 км/ч.
Для ведения СНР из районов Иваново, Угрюмово, Писарево направляется сводная команда механизации работ (СвКМР) с приданными СГ и СД со сроком прибытия на объект работ к 11.00 10.09. Заданная доза радиоактивного облучения личного состава на первые сутки
установлена 30 Р.
Эпицентр воздушного или центр наземного взрыва на карте отмечается синей точкой с надписью синего цвета, обозначающей мощность
и вид взрыва (в числителе), время и дату взрыва (в знаменателе).
Выявление радиационной обстановки методом прогнозирования
Применяется в штабах ГО районов и городов при недостаточности данных и радиоактивной обстановке, например, для планирования
ввода сил ГО в очаг поражения.
Исходными данными для прогнозирования являются: мощность,
вид, место, время взрыва, скорость и направление среднего ветра.
Средним ветром называется ветер, являющийся средним по скорости и направлению для всех слоев атмосферы в пределах от поверхности земли до высоты подъема верхней кромки облака ядерного взрыва.
Направление среднего ветра указывается азимутом в градусах.
Азимут среднего ветра – это угол в горизонтальной плоскости
между направлением на север и направлением, откуда дует ветер, отсчитанный по ходу часовой стрелки (рис. 30).
Порядок нанесения обстановки на карту:
1. На карту точкой синего цвета наносят центр наземного взрыва.
2. По азимуту среднего ветра (135°) проводят синюю линию оси
следа движения радиоактивного облака.
96
С
А = 135 о
Ю
Рис. 30. Азимут среднего ветра
3. Из табл. 1 РЛГО выписывают длину и наибольшую ширину зон
радиоактивного заражения для боеприпаса 100 кт и скорости среднего
ветра 50 км/ч (табл. 37).
Зона
А
Б
В
Г
Таблица 37
Масштабы зон заражения
Длина, км
Ширина, км
Цвет
150
14
Синий
60
6,4
Зеленый
35
3,9
Коричневый
17
2
Черный
4. В масштабе карты (1:200 000) от центра взрыва по направлению оси следа откладывают размеры зон.
5. Полученные точки соединяют плавными кривыми линиями,
образующими эллипсы. Наш объект ЗСК находится на границе зоны Б.
6. Из табл. 2 РЛГО выписывают радиусы зон заражения с наветренной стороны от центра взрыва и наносят их на карту (табл. 38).
Радиусы зон заражения с наветренной стороны
Зоны
Радиусы, км
А
1,0
Б
0,67
В
0,56
Таблица 38
Г
0,35
7. В верхней правой части карты наносят метеознак по среднему
ветру (рис. 31).
97
8.00 10.9
12
50
135
Рис. 31. Метеознак по стеднему ветру
Цифра 12 в треугольнике означает высоту подъема облака при наземном взрыве 100 кт. Видимость 20 км.
8. Нанести на карту прогнозируемое радиоактивное заражение
зоны А от воздушного взрыва мощностью 500 кт, для чего от точки
эпицентра взрыва провести полуокружность радиусом 5 км в наветренную сторону и след облака шириной 10 км (также в масштабе карты) по направлению оси следа с азимутом 135°.
Выявление радиационной обстановки по данным разведки
Применяется штабами ГО и командирами НФ на основании данных о фактической радиационной обстановке, полученных радиационной разведкой.
В ходе разведки определяют и наносят на карту (план или схему):
· точку (место замера уровня радиации);
· уровень радиации, Р/ч;
· астрономическое время и дату замера уровня.
Точка замера уровня на местности выбирается так, чтобы ее легко
было найти (дешифровать) на любой карте (плане) и на местности, даже
измененной ядерным взрывом. Это перекрестки дорог, центры мостов,
высоты, впадины, заводские трубы и другие местные предметы.
На карте у точки замера делается запись (черным), например (рис.32).
35 Р/ч
В штабах ГО по этим данным для всех
10.00 10.09
точек вычисляются значения уровней радиации, приведенных ко времени 1 ч после
Рис. 32. Точка замера
взрыва (по которым определяются граниуровня радиации
цы зон радиоактивного заражения).
98
Затем так же, как проводятся горизонтали, по отметкам точек местности проводятся линии между точками замеров, соответствующие
уровням радиации на 1 ч после взрыва: 8 Р/ч (граница зоны А), 80 Р/ч
(граница зоны Б) и так далее.
Решение задач по оценке радиационной обстановки
Оценку радиационной обстановки можно выполнить при помощи
расчетных формул, расчетных радиационных линеек (РЛГО, ДЛ, РЛ
и др.), расчетных таблиц и расчетных номограмм.
В основе всех приемов расчета лежат следующие расчетные формулы.
Доза радиоактивного облучения людей за время пребывания на
зараженной местности определяется зависимостью
D=
1
K
tк
ò Рt × dt ,
tн
где K – коэффициент ослабления радиации; tк , tн – время конца и начала
ла
облучения (работ); Pt – функция, характеризующая изменение уровня
радиации на местности во времени (для атомного взрыва):
Pt = P1 × t -1,2 ,
где P1 – уровень радиации на 1-й ч после взрыва; t – время, прошедшее
после взрыва, ч.
Данная функция выражает площадь графика Pt = f (t ) (рис. 33).
Pt
Pt = P1 t –1,2
D
t
tн
tк
Рис. 33. Изменение уровня радиации во времени
99
Задача 1. Приведение уровней радиации к одному времени после
ядерного взрыва.
После интегрирования
D=
(
)
5 × P1 - 0, 2 - 0,2
t н - tк
.
K
По последней зависимости рассчитываются расчётные линейки,
таблицы и строятся номограммы.
Мы будем использовать расчётные линейки РЛГО и номограммы
как самое простое и универсальное средство.
Расчётная линейка ГО (РЛ ГО) предназначена для решения задач
по оценке обстановки в очагах поражения и определения последствий
ядерных ударов.
РЛ ГО состоит из двухстороннего корпуса и внутренней выдвижной части – движка. На обеих сторонах корпуса линейки размещены
таблицы и сделаны прорези (окна) для переменных параметров, нанесённых на движке. На лицевой стороне корпуса помещена таблица для
расчётов, связанных с ударной волной и световым излучением ядерного взрыва; на оборотной стороне – таблица для расчётов, связанных с
радиоактивным заражением.
Лицевая сторона линейки включает 9 таблиц, содержащие данные
по ударной волне (1–5) и световому излучению (6–9). В центре верхней
части лицевой стороны корпуса имеется «окно» для установки мощности взрыва q, которая является основной исходной величиной для расчетов.
Оборотная сторона расчётной линейки включает 15 таблиц, с помощью которых можно производить расчёты, связанные с радиоактивным заражением местности после ядерных взрывов.
По табл. 1 лицевой стороны линейки для воздушного взрыва
q = 0,5 Мт определим радиусы зон разрушений для городской застройки многоэтажными кирпичными зданиями (табл. 39).
Радиусы зон разрушений
Разрушения
Сильные
Средние
Слабые
DР, МПа
0,03
0,02
0,01
Таблица 39
Радиусы зон, км
4,2
6
11,3
Границы зон показывают на карте дугами черного цвета. Наш
объект ЗСК оказался в зоне средних разрушений.
100
Уровни радиации, измеренные в различных точках местности,
приводят ко времени 1-го ч после взрыва для того, чтобы, нанеся их на
карту в соответствии с положением точек измерения, определить положение границ зон радиоактивного заражения местности и установить,
в какой зоне оказался данный объект народного хозяйства.
Дано: ядерный взрыв произведен в 8.00 10.09.
Штабом ГО объекта по радио получены следующие данные радиационной разведки о фактическом заражении местности (табл. 40).
Таблица 40
Данные о фактическом заражении местности
Данные разведки
Работа штаба ГО
Место измерений Время измерений
Уровень
Уровень радиации
(астрономическое) радиации, Р/ч
(номер точки,
на на
1-й1 чч после
описание)
взрыва, Р/ч
№ 1 – развилка
дорог восточнее
9.00 10.9
4
4
села Красное
№ 2 – изгиб дороги 4 км западнее
9.30
7
12
моста
№ 3 – восточные
10.00
35
80
ворота ЗСК
Определить: уровень радиации в каждой точке измерений на 1-й ч
после взрыва и положение границ зон А и Б на местности.
Решение: по вспомогательному графику (рис. 34) номограммы
определить уровень радиации Р1.
P1
2
80
1,5
12
10
7
35
Pt
Рис. 34. График для определения уровня
радиации на 1-й ч после взрыва
101
Данные разведки, приведенные к 1-му ч после взрыва (на 9.00 10.9),
наносятся на карту (рис. 35).
Схема номограммы
Ключ к решению задач
K
Р1
80 Р/ч
Р/ч
80
9.00 10.9
12 Р/ч
Р/ч
12
№33
9.00 10.9
Т
D
D
Т
t
t
№2
№2
80 Р/ч
№11
№
44 Р/ч
Р/ч
9.00 10.9
8 Р/ч
Рис. 35. Нанесение данных разведки на карту
Граница зоны А определяется уровнем радиации Р1 = 8 Р/ч, наносится посередине участка дороги между точками № 1 (Р1 = 4 Р/ч) и № 2
(Р1 = 12 Р/ч). Граница зоны Б Р1 = 80 Р/ч наносится у точки № 3. Объект
ЗСК оказался на внешней границе зоны Б.
Для решения других задач нужно знать коэффициенты ослабления радиации (табл. 41).
Таблица 41
Коэффициенты ослабления радиации
Средства защиты
K
На открытой местности
1
Автомобиль
2
Бульдозер
4
Одноэтажное производственное
здание
7
Трехэтажное производственное
здание
6
Эти данные нужно перенести на линии графика (K) номограммы.
Остальные задачи решаются с помощью номограммы (рис. 36, табл. 42).
102
Рис. 36. Номограмма для решения задач при оценке радиационной обстановки
Величины
D (Р) – доза
облучения
K – коэффициент
ослабления
радиации
Р1 (Р/ч) – уровень
радиации на 1-й ч
после взрыва
Т (ч) – время
пребывания на
зараженной
местности
t (ч) – время,
прошедшее после
взрыва
Таблица 42
Результат решения задач
Номер задач
2.1
2.2
3.1
3.2
3.3
3.4
1,2
7,5/30
30
30
30
25
2
4/1
4/1
1
4/1
6
80
80
80
80
150
250
0,3
2
2/28
2
15
2/6/20
2,5
3
3
3
8
2
Количество смен
0,8/3
Задача 2. Определение возможных доз облучения при действиях
на местности, зараженной радиоактивными веществами.
Задача 2.1. Определение доз облучения, полученных при преодолении зон заражения (на марше).
Дано: автоколонна СвКМР (K = 2), совершая марш в очаг поражения со скоростью = 30 км/ч, войдёт на заражённую местность через
t = 2,5 ч после взрыва. Длина заражённого участка l = 8 км. Объект
работ находится на границе зоны Б, где уровень радиации достигает
максимального значения.
103
Решение: время преодоления заражённого участка
l
8
=
= 0,3 ч.
v 30
Доза облучения определяется по максимальному уровню радиации на маршруте (т. е. уровню на границе зоны Б, рис. 37):
T=
Р1 = 80 Р/ч
в человеческом организме, сохранившиеся от предыдущих облучений.
Первые четверо суток первичного облучения организм инертен и только с пятых суток начинает восстанавливаться, но медленно (через
14 недель (3,5 мес.) в организме остается еще 10 % дозы).
Остаточной дозой радиации называется доза облучения в процентах от ранее полученной дозы и не восстановленная организмом человека к данному времени (она показана в табл. 43).
K=2
Время, прошедшее
после облучения
(недели)
Остаточная доза в
процентах от ранее
полученной
Dmax = 3,6 Р
Т = 0,3 ч
Таблица 43
Остаточная доза радиации
t = 2,5 ч
1
2
3
4
5
10
12
14
90
75
60
50
42
17
13
10
Dmax 3,6
=
= 1,2 Р .
3
3
Задача 2.2. Определение возможных доз облучения, полученных
при ведении СНР.
Дано: СвКМР в течение Т = 2 ч ведет работы на границе зоны Б,
начав их через t = 3 ч после взрыва.
Определить: дозы облучения: а) бульдозерного звена (K = 4);
б) звена резчиков металла (K = 1).
Рассчитывая дозы облучения за время пребывания в зонах радиоактивного заражения, нужно учитывать остаточные дозы радиации
Задача 2.3. Дано: дополнительно к условиям задачи 2.2 – бульдозерное звено 2 нед. назад получило дозу 16 Р.
Заданная доза на данные сутки 30 Р.
Определить: суммарную дозу и возможность работы в течение 2 ч.
Решение: остаточная доза 16 × 0,75 = 12 Р ;
доза за время работы (см. 2.2) 7,5 Р;
суммарная доза 12 + 7,5 < 30 Р .
Вывод: работать в зараженной зоне в течение 2 ч бульдозеристам
можно.
Задача 3.1. Определение допустимой продолжительности пребывания на зараженной местности и начала работ.
Дано: СвКМР ведет работы на границе зоны Б через t = 3 ч после
взрыва. Заданная доза облучения Dз = 30 Р.
Определить: допустимую продолжительность работ: а) звена бульдозеристов (K = 4); б) звена резчиков металла (K = 1).
Задача 3.2. Определение допустимого времени начала ведения
спасательных работ.
Дано: спасательные работы (K = 1) ведутся на границе зоны Б
в течение Т = 2 ч. Заданная доза облучения Dз = 30 Р.
Определить: допустимое время начала работ.
Задача 3.3. Определить количество смен для ведения СНР.
Дано: работы ведутся в середине зоны Б (Р1 = 150 Р/ч), через t = 8 ч
после взрыва в течение Т = 15 ч. Заданная доза облучения Dз = 30 Р.
104
105
Рис. 37. Определение дозы облучения
Переход от максимальной дозы к средней расчётной, полученной
на марше, производится по зависимостям, приведенным в табл. 12 РЛГО:
при полном пересечении следа D =
к оси следа D =
на
Dmax
; при движении под углом 45°
4
Dmax
× 1,5 ; если движение начинается или заканчивается
4
зараженной
местности
D=
D=
Dmax
.
3
В
нашем
случае
Определить: необходимое количество смен (n) для: а) бульдозерного звена (K = 4); б) звена резчиков металла (K = 1).
Задача 3.4. Определить продолжительность смен рабочих и служащих цеха в течение 3 смен.
Дано: работы ведутся вблизи границы зоны В (Р1 = 250 Р/ч)
в 3-этажном производственном здании (K = 6) через t = 2 ч после взрыва. Заданная доза облучения Dз = 25 Р.
Определить: продолжительность смен (рис. 38).
Р1 = 250 Р/ч
K=6
диоактивного заражения, предусматривающая максимальное уменьшение доз облучения.
Типовые режимы защиты разрабатываются заблаговременно
и вводятся в действие решением начальника ГО района или объекта по
фактической радиационной обстановке, их же решением прекращается
действие режима после соответствующего спада уровней радиации.
Режимы радиационной защиты предусматриваются с учетом среднесуточных (т. е. за 24 ч) коэффициентов защищенности С.
Коэффициент защищенности показывает, во сколько раз доза радиации, накопленная за сутки при соблюдении режима защиты, меньше, чем при пребывании людей на открытой местности:
С=
Т1 = 2 ч
t1 = 2 ч
Т2 = 6 ч
t2 = 4 ч
Т3 = 20 ч
t3 = 10 ч
Рис. 38. Определение продолжительности рабочих смен
24
, С ³ Сб ,
tn
t1
t2
t0 +
+
+ ... +
K1 K 2
Kn
где t0 – время пребывания на открытой местности, ч; t1 , t 2 , t n – время
пребывания в защитных сооружениях, в зданиях, в транспортных
æ1
ö
средствах и др. çç å t = 24 ч ÷÷ ; Cб – коэффициент безопасной
èn
ø
При радиоактивном заражении местности для предотвращения
поражения людей и обеспечения продолжения производственной деятельности необходимо заранее разработать режим радиационной защиты.
Режим радиационной защиты – это определенная последовательность действий людей и применения ими средств защиты в зонах ра-
защищенности; K1 , K 2 , K n – коэффициенты ослабления радиации
защитными сооружениями, зданиями, транспортными средствами и др.
Суточный коэффициент защищенности принимается в пределах
3,5–7 (в среднем 5) для населения городов и 1,5–3,5 (в среднем 2,5) для
сельского населения.
Учитывается, что первые 8 ч после заражения территории люди
не должны пребывать на открытой местности.
При разработке режимов радиационной защиты, кроме среднесуточных коэффициентов защищенности, учитываются заданные дозы
облучения людей (как правило, не более половины допустимой безопасной зоны 50 Р (за 1–4 сут) или 100 Р (за 30 сут)).
Продолжительность соблюдения режима радиационной защиты
зависит: 1) от изменения уровней радиации на местности; 2) от защитных свойств убежищ, ПРУ, зданий, транспортных средств; 3) от заданных доз облучения.
Режимы радиационной защиты для населения включают следующие этапы:
106
107
На основании этих данных составляется линейный график работы цеха, имеющий две шкалы времени: прошедшего после ядерного
взрыва (с этого момента считают спад уровней радиации) и астрономического.
Режим работы является частью вопроса о режиме радиационной
защиты населения на зараженной местности, когда учитывается суммарная суточная доза.
Вопрос 3. Понятие о режимах радиационной защиты
Примеры режимов радиационной защиты неработающего населения, проживающего в деревянных домах ( K осл = 2 ) и использующего
о
ПРУ ( K осл £ 50 ) приведены в табл. 45.
1
Б
240
Б-4
15
4ч
–
–
3 сут
В конце
1 сут на 15–
30 мин, в
конце
2–3 сут 30–
60 мин
В конце 1–
2 сут на
15 мин, в
конце 3–
10 сут на
30–60 мин
Пребывание в
течение суток, ч
Проживание в домах
и пребывание на открытой
местности до 1 ч /сут, сут
А-1
25
Продолжительность, сут
А
Допускается выход из
ПРУ
Таблица 45
Режимы радиационной защиты неработающего населения
Укрытие в домах
Укрытие в ПРУ
и в ПРУ
Продолжительность
пребывания
1
3
20
50
100 и более
100 и более
2
2
7
6
3
3
4
D (за сутки при нахождении на открытой местности)
.
Dз (заданная на данные сутки)
Продолжительность
соблюдения режима, сут
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
Сб =
Режим защиты
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Таблица 44
Коэффициенты противорадиационной защиты
Наименование
Kз
При составлении таблиц учитывают коэффициент безопасной защищенности Сб:
Зоны
Уровни радиации на 1ч
после взрыва, Р/ч
· укрытие в ПРУ;
· укрытие в ПРУ и проживание в домах;
· проживание в домах с ограниченным пребыванием на открытой
местности.
Для рабочих и служащих объектов экономики:
· прекращение работы с пребыванием в защитных сооружениях;
· работа с использованием для отдыха защитных сооружений;
· работа с ограниченным пребыванием на открытой местности.
Для ведения СНР:
· время ввода формирований в очаг поражения;
· продолжительность работы смен.
Режимы защиты разрабатываются для типовых по характеру застройки населенных пунктов, зданий, защитных сооружений с определенными значениями коэффициентов противорадиационной защиты,
которые приводятся в табл. 44.
–
–
–
–
7
8
15
1
5
20
5,5
18
0,5
30
Типовые режимы для рабочих и служащих учитывают работу
объекта в одну или две смены продолжительностью до 10–12 ч.
Типовые режимы (табл. 45, 46) при ведении СНР предусматривают продолжительность первой смены 2 ч. Организуется непрерывный
контроль за полученными дозами облучения, должны использоваться
средства индивидуальной защиты, защитные свойства техники и уцелевших зданий.
Примеры режимов радиационной защиты рабочих и служащих,
проживающих в каменных домах ( K осл = 10 ) и использующих ПРУ
У
108
109
В
500
В-3
60
10 сут
( K осл = 50 – 100 ). А также режимы ведения СНР при заданной дозе 25 P
приведены в табл. 46 и 47.
Таблица 46
Работа с использованием
для отдыха ПРУ, сут
Работа с пребыванием
на открытой местности
до
ч/сут
до1-го–2-х
1–2 ч /сут,
сут
Режимы защиты
Пребывание в ПРУ
(прекращение работы), ч
50
180
400
Продолжительность
соблюдения режима, сут
А
Б
В
Уровни радиации на1-й
1 чч
после взрыва, Р/ч
Зоны
Режимы радиационной защиты рабочих и служащих
1
7,5
25
2
12
36
–
1
3
1
6
20
А-2
Б-3
В-2
Таблица 47
Режим ведения АС и ДНР
К началу работ:
Зоны
Уровни радиации
через 1 ч после
взрыва, Р/ч
время,
ч
уровни,
Р/ч
А
Б
В
80
240
800
4
11
32
16
14
13
Число
смен на
первые
сутки
4
7
9
Пример 1
Определить коэффициент защищенности рабочих при следующем
режиме поведения:
на работу они идут пешком, t0 = 0,5 ч;
работают в одноэтажном каменном здании ( K = 10 ) в течение
t2 = 10 ч;
возвращаются домой пешком, t1 = 0,5 ч;
находятся в деревянном доме ( K = 2 ) в течение t3 = 13 ч.
Решение
Cз =
24
= 2,8 .
10 13
0,5 + 0,5 + +
10 2
Чрезмерного облучения рабочих и служащих не произойдет, если
доза облучения на открытой местности будет лишь в 2,8 раза больше
установленной. Так, если на первые сутки допустимая для них доза
облучения установлена равной Dуст = 30 Р, и она обеспечивается при
найденном Cз = 2,8 , то при пребывании на открытой местности в течение
тех же суток люди получат дозу облучения, равную 30 × 2,8 = 84 Р..
защиты, т. е. взять другое время пребывания t0 , t1 (при K1 ), t2 (при K 2 )
и т. д., добиваясь, чтобы С ³ Сб на данные сутки.
Пример 2
ОЭ подвергся радиационному заражению через 2 ч после ядерного
взрыва, P2 = 100 Р/ч.
Требуется определить режим радиационной защиты для работников
на первые четверо суток при следующих условиях:
рабочие проживают в жилых деревянных домах ( K = 2 ) с временем
пребывания в течение суток 12,5 ч;
работают в помещениях ( K = 10 );
на объекте имеются ПРУ с коэффициентом защиты K = 200 ;
в жилых домах имеются погреба, подвалы, используемые в качестве
ПРУ ( K = 100 );
продолжительность рабочей смены – 11 ч;
на работу и с работы рабочие следуют пешком, время в пути –
30 мин;
установленная доза радиации:
110
111
Порядок расчёта:
1) задаются режимом защиты на данные сутки, т. е. t0 , t1 (при K1 )
и т. д.;
2) определяют коэффициент защищенности C ;
3) находят коэффициент безопасной защищенности Cб ;
4) сравнивают полученные коэффициенты.
Если С ³ Сб , режим допустим; при С < Сб нужно изменить режим
на первые сутки – 25 Р, на вторые сутки – 10 Р, на третьи сутки –
8 Р, на четвертые сутки – 7 Р.
Так как Cз = 3,06 , то отношения Cбз Cз будут составлять:
Решение
Рассчитываем Cз для обычного поведения работников, т. е. когда
они находятся на работе и отдыхают дома:
на вторые сутки 7,3 3,06 = 2,39 ;
24
= 3,06 .
11 12,5
0,5 + +
10
2
Определяем дозу облучения, которую получат рабочие за 1, 2, 3, 4
сут, находясь на открытой местности.
Зная уровень радиации на 2-й ч после взрыва P2 = 100 Р/ч, по
номограмме определяем уровень радиации на 1-й ч после взрыва:
P1 = 230 Р/ч.
Определяем дозу облучения при пребывании на открытой местности с 2 до 26 ч (D1 – за первые сутки), с 26 до 50 ч (D2 – за вторые
сутки), с 50 до 74 ч (D3 – за третьи сутки), с 74 до 98 ч (D4 – за четвертые
сутки) по формуле
Cз =
t2
t2
t1
t1
D = ò P(t )dt = ò P1t -n dt =
(
)
(
)
P1 1-n 1-n
t 2 - t1 = 5P1 t1-0, 2 - t 2-0, 2 ,
1- n
(при n = 1,2 ):
(
)
D2 = 5 × 230 × (26- 0,2 - 50 - 0,2 ) = 73 Р,,
D3 = 5 × 230 × (50 - 0,2 - 74- 0,2 ) = 40 Р,,
D4 = 5 × 230 × (74 - 0,2 - 98- 0,2 ) = 27 Р..
D1 = 5 × 230 × 2 - 0,2 - 26 - 0,2 = 402 Р,,
Определяем значения коэффициента безопасной защищенности Cбз
для каждых суток:
Cбз1 =
Cбз3
402
= 16,1 ;
25
40
=
= 5,0 ;
8
Cбз 2 =
Cбз4
73
= 7,3 ;
10
27
=
= 3,9 .
7
112
на первые сутки 16,1 3,06 = 5,26 ;
на третьи сутки 5,0 3,06 = 1,63 ;
на четвертые сутки 3,9 3,06 = 1,27 .
Во всех случаях Cбз > Cз при необходимом условии Cз ³ Cбз .
Следовательно, в течение всех четырех суток персонал ОЭ, работая
по 11 ч и находясь в течение 12,5 ч в деревянных домах, не имеет
необходимого коэффициента безопасной защищенности.
Защищенность необходимо увеличить в 5,3–1,3 раза путем
пребывания рабочих в ПРУ. Поэтому в первоначальный вариант режима
вносим коррективы.
Рассмотрим следующий режим защиты.
В первые сутки работники по сигналу «Радиационная опасность»:
· укрываются в течение 3 ч в ПРУ ( K = 200 );
· переходят в помещение предприятия ( K = 10 ) и работают в
течение 8 ч;
· следуют домой и обратно на работу пешком в течение 0,5 ч
( K = 1);
· дома находятся в погребе ( K = 100 ) в течение 12,5 ч.
При таком режиме
Cз =
24
3
8
12,5
+ + 0,5 +
200 10
100
= 16,7 .
На вторые сутки работники:
· следуют на работу и обратно пешком в течение 0,5 ч ( K = 1);
· работают в помещении предприятия ( K = 10 ) в течение 11 ч;
· дома находятся в погребе ( K = 100 ) в течение 10 ч;
· дома находятся в надземных помещениях ( K = 2 ) в течение 2,5 ч.
При данном режиме
Cз =
24
= 8,14 .
11 10 2,5
0,5 + +
+
10 100 2
113
На третьи сутки при нахождении дома люди 6 ч пребывают в погребе, а 6,5 ч – в надземных помещениях.
Cз =
24
= 4,9 .
11 6 6,5
+
0,5 + +
10 100 2
На четвертые сутки пребывание людей в подвале ограничивается
временем 3,5 ч.
Cз =
24
= 3,91 .
11 3,5 9
0,5 + +
+
10 100 2
Во всех случаях выполняется условие Cз ³ Cбз . Безопасная защищенность обеспечена.
Для рассматриваемого примера, когда объект находится в зоне Б,
следует проверить, какую дозу облучения получат люди за последующие 5–30 сут и необходимо ли им соблюдать в этот период определенный режим защиты, но уже исходя из многократной допустимой дозы в
течение первых 30 сут. Установленная доза должна быть не больше разницы между многократной допустимой дозой 100 Р и однократно допустимой дозой (сумма установленных доз за первые четверо суток).
Для нашего случая эта разница составляет 100 - (25 + + 10 + 8 + 7) = 50 Р,
а величина фактической дозы радиации, получаемой людьми на открытой местности, составляет соответственно за 5 сут – 60 Р, за 10 сут – 90 Р,
за 15 сут – 110 Р, за 20 сут – 130 Р, за 25 сут – 140 Р. Следовательно,
на этот период необходимо обеспечить значение Cбз = 2,8 – 1,2 .
Таким образом, на последующие 5–30 сут надо соблюдать определенный режим радиационной защиты, исключающий изменение времени пребывания на открытой местности.
Многократная допустимая доза в течение 3-х мес. составляет 200 Р.
Следовательно, установленная доза на 2-й и 3-й мес. не должна превышать 200 - 100 = 100 Р. Для нашего примера, как показывают расчеты,
величина дозы, которую могут получить люди за этот период, не превышает 75 Р. Значит, по истечении 30 сут ограничения режима поведения не потребуется.
Задача 4.1. Определить режимы защиты рабочих и служащих
и производственной деятельности объекта народного хозяйства.
114
Дано: рабочие и служащие предприятия в пос. Новое живут в каменных одноэтажных зданиях ( K = 10 ), работают в цехах ( K = 7 ) и укрывааются в ПРУ ( K = 50 ). Уровень радиации на 1 ч после взрыва 180 Р/ч.
Определить: режим защиты.
Решение: по таблице – режим защиты Б-3;
· прекращение работы и пребывание в ПРУ – 12 ч;
· работа и отдых в ПРУ – 24 ч;
· работа с пребыванием на открытой местности в течение 1–2 ч
в сутки – 6 сут;
· продолжительность соблюдения режима – 7,5 сут.
Вариант расчета по таблицам «Памятки».
Задача 4.2. Население живет в каменных одноэтажных зданиях
( K = 10 ), укрывается в ПРУ ( K = 50 ).
P1 = 180 Р/ч (с. 70).
Режим 2-Б-3, 11 сут соблюдения: 1,5 сут в ПРУ, 2 сут (в домах 12 ч,
в ПРУ 10 ч, открыто 2 ч), 7,5 сут (в домах 22 ч, открыто 2 ч).
Всего 11 сут.
Задача 5. Определить возможные радиационные потери.
Возможные радиационные потери определяются по табл. 48 или
по графику.
Таблица 48
Возможные радиационные потери за время пребывания людей
в зонах радиоактивного заражения
Суммарная доза
внешнего
облучения, Р
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
Процент потерь при пребывании в зонах заражения (сут)
До 4
10
20
30
–
5
15
30
50
70
85
95
100
100
100
–
2
7
20
30
50
65
80
95
98
100
115
–
–
5
10
20
35
50
65
80
90
95
–
–
–
5
10
25
35
50
65
80
90
Дано: рабочие и служащие за время ведения спасательных работ
в очаге радиационного поражения получили суммарную дозу внешнего облучения 125 Р.
Определить: возможные радиационные потери.
Решение: по таблице или графику: дозе 125 Р за срок до 4 суток
соответствует 6 % потерь от общей численности рабочих и служащих,
проводивших спасательные работы.
Вопрос 4. Радиационная обстановка при аварии на АЭС
Под радиационной обстановкой при ЧС мирного времени понимают характер радиоактивных выбросов из аварийного объекта, характер, масштабы и степень радиоактивного заражения местности, тенденцию спада уровней радиации, влияющих на спасение пораженных,
эвакомероприятия и ведение спасательных и других неотложных работ
при ликвидации последствий ЧС.
Оценка прогнозируемой радиационной обстановки рассматривается на примере аварии на АЭС.
Прогнозирование радиоактивного заражения территорий при авариях с разрушением реактора практически не приводит к хорошим результатам вследствие длительности выбросов радионуклидов, изменения во времени скорости и направления ветра, облачности и других
метеоусловий.
Можно подвергнуть прогнозированию лишь спад уровней радиации в основном на сформировавшемся следе радиоактивного облака.
По имеющимся данным уровни снижаются медленно: через сутки после аварии в 2 раза, через месяц – в 5 раз, через 3 мес – в 11 раз.
Эти данные описываются степенной зависимостью: K = t - 0,25 .
Величина K в функции времени, прошедшего после аварии, сведена в табл. 49.
При этом уровень радиации на данное время (Рt) определится по
зависимости
Рt = P0
Kt ,
K0
где Рt – искомый уровень радиации; K t – коэффициент, соответствующий
рассматриваемому времени; P0 – известный уровень радиации
в определенное время; K 0 – соответствующий ему коэффициент..
116
Таблица 49
Коэффициент пересчета уровней радиации
Сутки
0,5
Часы
4
6
8
10
12
15
K
0,71
0,64
0,59
0,56
0,54
0,51
1
2
3
4
5
Сутки
10
Часы
20
24
48
72
96
120
240
K
0,47
0,45
0,38
0,34
0,32
0,3
0,25
Задача
Дано: по данным радиационной разведки уровень радиации на
объекте работ аварийной АЭС через 2 сут после аварии составлял 4 Р/ч.
Определить: дозу облучения людей в четырех шестичасовых вахтовых сменах, работающих на третьи сутки после аварии:
· уровень радиации к исходу третьих суток:
Р3 = Р2 × ( K 3 K 2 ) = 4 × (0,34 0,38) = 3,58 Р/ч.
· Р3 = 3,58 Р/ч; D = (4 + 3,58) 2 × 24 = 91 Р..
· Dб = 91 4 = 22,75 Р – доза вахтовой смены, примерно равной
годовой предельно допустимой дозе 25 Р.
При гипотетической аварии (с выбросом парогазового облака
радионуклидов, без разрушения реактора) приближенно характерна
степенная зависимость K = t -0,5 , т. е. при увеличении времени в 100 раз
уровни снижаются в 10 раз, через 100 ч (4,2 сут) – в 10 раз, через 10 000 ч
(417 сут) – в 100 раз.
Оценка радиационной обстановки в случае аварии на АЭС
Особенность радиоактивного загрязнения – это радионуклидный
состав, который и определяет время спада уровней радиации. По данным из отчета после аварии на Чернобыльской АЭС
ætö
Рt = Р0 çç ÷÷
è t0 ø
117
-0 , 4
, n = 0,4 .
(1)
Доза облучения определяется по формуле:
D=
Задача 1. Аварийно-технической группе и группе резчиков металла
предстоит работать в течение 6 ч ( Tр = 6 ч) на разборке завала и ремонте
1,7( Рк × tк - Рнtн )
,
Kз
КЭС в районе аварии АЭС ( K з = 1 ). Найти дозу облучения, которую
где P0 – уровень радиации во время t0 ; Pt – уровень радиации во время t ;
получат люди при входе в зону через 4 ч после аварии ( tн = 4 ч), если
Pк – уровень радиации в конце облучения; tк – время конца облучения;
уровень радиации к этому времени 5 Р/ч ( Pн = 5 Р/ч).
Решение:
1. Время (ч) конца облучения:
tк = tн + Tр = 4 + 6 = 10 .
Pн – уровень радиации в начале облучения; tн – время начала облучения.
Для пересчета уровней радиации на различное время после аварии
вводится (по отчету аварии на ЧАЭС) коэффициент K t = t - 0,4 .
Если t0 = 1 ч, то тогда из формулы (1) имеем:
Pк = Pн ×
Pt
Pн
Pк
Рt = P1 × K t , при этом P1 = K = K = K ,
t
н
к
K
отсюда Pк = Pн × к ( K к , K н – коэффициенты пересчета уровней).
Kн
Коэффициенты пересчета сведены в табл. 50 при n = 0,4 .
Таблица 50
Коэффициент пересчета уровня радиации
Время
после
K n = t - 0, 4
аварии t ,
ч
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
1,32
1
0,85
0,76
0,7
0,645
0,61
0,575
Время
после
аварии t ,
ч
K n = t - 0, 4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
10
0,545
0,525
0,508
0,49
0,474
0,465
0,447
0,434
0,4
118
Время
после
аварии t ,
ч
12
20
24
48
72
96
120
144
2. Уровень радиации (Р/ч) в конце работ:
K n = t - 0, 4
0,37
0,303
0,282
0,213
0,182
0,162
0,146
0,137
Kк
0,4
=5
= 3,47 » 3,5 ,
Kн
0,575
где Pн = 5 Р/ч; K н = 0,575 ; K к = 0,4 .
3. Доза облучения (Р):
D = 1,7( Рк × t к - Pн × t н ) = 1,7(3,5 × 10 - 5 × 4) = 25 .
Задача 2. Определить допустимую продолжительность работы
резчиков металла на территории зоны заражения при аварии на АЭС,
если уровень радиации через 2 ч после аварии ( tн = 2 ч) составил 3 Р/ч.
Заданная доза облучения Dз = 10 Р..
1. Заданная доза может определяться по формуле
Р1
.
a × Kз
Отсюда найдем коэффициент a :
Dз =
a=
P1
Р2
=
(коэффициент защиты K з = 1 ).
Dз K з Dз K 2 K 3
В табл. 51 показаны значения допустимой продолжительности работ
о
T в зависимости от коэффициента a и времени начала работ, прошедшего
с момента аварии tн .
2. Находим по табл. 50 коэффициент пересчета K 2 для t = 2 ч:
K 2 = 0,76 .
119
Оглавление
3
= 0,4 .
3. Определяем a =
0,76 × 10 × 1
4. По табл. 51 находим, что при а = 0,4 и tн = 2 ч T = 4,0 ч.
Таблица 51
Допустимая продолжительность работ, ч
a
Время с момента аварии tн , ч
1
2
3
4
0,2
7,3
8,35
10
11,3
0,3
4,5
5,35
6,3
7,1
0,4
3,8
4,0
4,35
5,1
Рекомендуемая литература
1. Журавлёв В. П. и др. Защита населения и территорий в чрезвычайных
ситуациях. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1999.
2. Атаманюк В. Г. и др. Гражданская оборона: учебник для вузов. – М.:
Высшая школа, 1987.
3. Тюрин Ю. А. Организация работ в ЧС. – Л.: ЛИСИ, 1991.
120
Темы 1, 2. Государственная система предупреждения и действий
в чрезвычайных ситуациях (ЧС). Понятие о ЧС, их характеристики……….3
Вопрос 1. Роль и место защиты населения и территорий в ЧС……….……3
Вопрос 2. Хронология создания Единой государственной системы
предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС)…………………………………………6
Вопрос 3. Руководящие и планирующие документы РСЧС (ГО)……….….7
Вопрос 4. Организационная структура РСЧС РФ. Основные направления
деятельности Гражданской обороны по подготовке к защите населения
и территорий.…………………………………………………………………….……8
Вопрос 5. Чрезвычайные ситуации. Поражающие факторы в ЧС
Логические и математические модели при прогнозировании ЧС…………………11
Вопрос 6. Ионизирующие излучения и понятие о дозах радиации.………18
Вопрос 7. Ударная волна, показатели воздействия на препятствия………33
Вопрос 8. Пожары. Общие сведения. Основные параметры………………42
Вопрос 9. Вредные вещества. Возействие их на живой
организм………………………………………………………………………………44
Вопрос 10. Бактериологические (биологические) ЧС………………………48
Вопрос 11. Очаги комбинированного поражения……………………………48
Тема 3. Оценка химической обстановки при аварии на химически
опасном объекте……………………………………………………………………50
Вопрос 1. Цель оценки обстановки в ЧС мирного и военного времени….50
Вопрос 2. Основные понятия и определения. Перечень и общая
характеристика АХОВ………………………………………………………..………50
Вопрос 3. Методика оценки и расчетов химической обстановки
для ХОО………………………………………………………………………….……53
Вопрос 4. Пример расчета глубины и площади заражения в случае
выброса АХОВ на ХОО………………………………………………………………61
Вопрос 5. Оценка химической обстановки при применении ОВ в ЧС
военного времени……………………………………………………………………64
Приложения к теме 3…………………………………………………………68
Тема 4. Оценка инженерной и пожарной обстановки при взрывах…………78
Вопрос 1. Оценка инженерной обстановки…………………………………78
Вопрос 2. Оценка пожарной обстановки……………………………………85
Вопрос 3. Оценка медицинской обстановки…………………………………91
Тема 5. Оценка радиационной обстановки при ЧС мирного
и военного времени…………………………………………………………………94
Вопрос 1. Понятие о радиационной обстановке при ЧС военного
времени………………………………………………………………………………94
Вопрос 2. Оценка радиационной обстановки с решением задач……….….95
Вопрос 3. Понятие о режимах радиационной защиты………………….…106
Вопрос 4. Радиационная обстановка при аварии на АЭС…………………116
121
ДЛЯ ЗАПИСЕЙ
Учебное издание
Виктор Корнеевич Смоленский
Игорь Александрович Куприянов
ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ
СИТУАЦИЯХ (ЧС)
Часть 1
Редактор О. Д. Камнева
Корректор К. И. Бойкова
Компьютерная верстка И. А. Яблоковой
Подписано к печати 20.09.07. Формат 60´84 1/16. Бум. офсетная.
Усл. печ. л. 7,75. Уч.-изд. л. 7,87. Тираж 700 экз. Заказ 129. «С» 57.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4.
Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 5.
122
123
ДЛЯ ЗАПИСЕЙ
124
125
126
127
128
Download