Бережной С.А. , Мартемьянов В.А., Седов Ю.И. и др. Сборник типовых расчетов и заданий по экологии

Подождите немного. Документ загружается.

радиационная безопасность, а при С’ > С

, т.е. при 9,50 > 6,85 последняя обеспечена для персонала ОЭ за счет

уменьшения времени нахождения в худших условиях.

15. Определяют максимально допустимое время работы персонала ОЭ Т

, ч, для случая С > С

при

уст

путем решения системы уравнений

+ Т

= 24 и Т

/К

+ Т

/К

= 24/С (10.13)

Вахтовый метод работы – это круглосуточная работа ОЭ в 4 смены. Две смены работают на ОЭ

непрерывно в течение 3,5 суток. При этом каждая смена работает 6 ч и 6 ч отдыхает в защитных

сооружениях (ЗC). Через 3,5 суток эти смены убывают для отдыха на незараженную местность, а на вахту

заступают очередные две смены, прибывшие с незараженной местности.

16. Определение РРЗ как работающих ОНХ, так и населения осуществляют также табличным методом

для зон РЗ тида A’ и A. Для этого по величине Р

, определенной выше в пункте 8, выбирают K

и К

и по

табл. 10.10 устанавливают РРЗ для работающих ОЭ, а по табл. 10.11 – РРЗ для населения.

Типовые РРЗ рассчитаны на максимальную дозу облучения в 10 бэр/год и уровень радиации на 1 ч,

указанный в табл. 10.10 и 10.11. Если Р

1ч

превышает значение, указанное в этих таблицах, то: 1)

целесообразно прервать работы на ОНХ; 2) заменить .всех работающих или эвакуировать их в зону

отдыха; 3) в исключительных случаях для работающих может быть увеличена годовая аварийная доза до

25 бэр.

Примечания к табл. 10.10: 1. K

= К

осл

зданий; 2. К

= К

осл

цеха и К

= К

осв

противорадиационного

устройства (ПРУ).

Таловые РРЗ рассчитаны на максимальную дозу облучения в 10 бэр/год и уровень радиации на 1 ч,

указанный в табл. 10.10 к 10.11. Если P

1ч

превышает значение, указанное в этих таблицах, то: 1)

целесообразно прервать работы на ОЭ; 2) заменить всех работающих или эвакуировать их в зону отдыха;

3) в исключительных случаях для работающих может быть увеличена годовая аварийная доза до 25 бэр.

В конце прогноза дают итоговый вывод, руководствуясь указаниями подразделов 10.3 и 10.4.

Таблица 10 .11. Типовые РРЗ населения в условиях радиоактивного заражения местности

10.2. Задание на прогнозирование

Задание № 10.2.1. Спрогнозировать по исходным данным, приведенным в табл. 10.12, возможные зоны РЗ

местности и ВП человека на случай аварии на АЭС (разрушение реактора РБМК-1000 с выбросом

продуктов деления А

= 10% и V

= 5 м/с), оценить обстановку на ОЭ с рабочим поселком (или в городе

Н-ск) и осуществить выбор режима радиационной защиты (РРЗ) работающих ОЭ и населения поселка (или

города Н-ск). Представить итоговый вывод с инженерными решениями на случай аварии на АЭС.

10.3. Указания по выполнению задания и анализу результатов прогноза

Ознакомившись с содержанием данного раздела и особенно с заданием № 10.2.1 и таблицей 5,2

учебного пособия [ 3 ], студент в строгом соответствии c методикой прогнозирования (см. подраздел 10.1)

по своим исходным данным рассчитывает возможные зоны РЗ и ВП и другие параметры по формулам

(10.1...10.14), Затем он по величине Д



внутр

выбирает метод защиты людей от внутреннего поражения.

Если Д



внутр

 5 бэр, то необходимо применять йодную профилактику. Она состоит в приеме йодного

калия (в таблетках или в порошке) с обязательным запиванием водой, киселем, сладким чаем или соком.

Максимальный защитный эффект при этом достигается только при введении йодного калия до начала или

в момент поступления, в организм радиоактивного йода. В этом случае доза облучения щитовидной

железы снижается в 90...100 раз. При приеме йодного калия даже через 2 ч после начала воздействия

радиоактивного йода доза внутреннего облучения снижается в 10 раз, а через 6 ч – в 2 раза. Поэтому в

плане мероприятий на случай аварии на АЭС в первую очередь предусматривают йодную профилактику,

т.е. выдачу медработниками ОЭ (поселка) йодного калия работающим и населению до времени t

вып

Однократный прием его обеспечивает защитный эффект в течении 24 ч. В связи с этим йодный калий

рекомендуется принимать 1 раз в день по 0,125 г всем взрослым людям и детям в возрасте от 2 лет и

старше; по 0,04 г детям в возрасте до 2 лет и беременным женщинам. Йодный калий следует принимать в

течение до 7 суток взрослым людям и не более 3 дней детям до 2 лет. К этой профилактике у некоторых

людей могут быть противопоказания и даже побочные эффекты. В этом случае следует обращаться в

медицинские учреждения (поликлинику, больницу, здравпункт). В РФ йодный калий хранится в

медучреждениях, расположенных в радиусе 30 км вокруг действующих АЭС.

После установления необходимости (или нецелесообразности) применения йодной профилактики студент

анализирует результаты

прогноза в направлениях: 3.) в какую зону РЗ и. ВП попал рассматриваемый ОЭ с поселком,

возможные уровни радиации на момент выпадения радиоактивных осадков и за первые сутки на

открытой местности и в помещении ОЭ и нужен или нет РРЗ для работающих и населения; 2)

возможные РП людей и степень трудоспособности структурного подразделения ОЭ; 3)

выбранный РРЗ для работающих ОЭ его конкретные характеристики; 4) принятый РРЗ населения

и его конкретные характеристики; 5) рассчитанный дозовый критерий Д

сут и принятые решения

по защите взрослых людей, детей и беременных женщин. При этом указывают в каком объеме

они должны выполняться (в полном или частичном) и почему.

10.4. Инженерные решения по результатам прогнозирования

Анализ, проведенный студентом, позволит быстро и четко подготовить итоговый вывод с

принятыми им инженерными решениями. Структура такого вывода приведена в краткой форме в

конце подраздела 10.3. Однако его подготовка у студентов вызывает иногда определенные

затруднения. Поэтому рекомендуется им воспользоваться образцом такого вывода.

Образец итогового вывода: 1. ОЭ с поселком в результате 1 аварии на АЭС может попасть (см.

рис. 10 Л) в зону А (зона умеренного заражения) по РЗ, а по ВП - в зону Д (зона опасного

внутреннего поражения). При этом уровень радиации к моменту выпадания радиоактивных

осадков (через 2,8 ч с момента аварии) составит Р

2,8

= 0,56 рад/ч, что значительно превышает

естественный радиационный фон, равный 12 мкР/ч или 1,2·10 рад/ч. Прогнозируемая доза за

первые сутки на открытой местности и в помещениях ОЭ может составить соответственно

сут=13,70 бэр и Д

∑

= 2,43 бэра, что больше Дуст

= 2 бэра. Следовательно, требуется подобрать и

соблюдать соответствующий РРЗ для персонала ОЭ и населения а поселке.

2. Радиационные поражения людей не ожидаются (ом. табл. 10.8), так как Д

сут = 13,70 бэр и

∑

=2,43 бэр меньше 100 рад. К тому же работающие сохраняют трудоспособность полностью (ом.

1 табл. 10.9), поскольку прогнозируемая доза меньше 50 бэр.

3. РРЗ для работающих ОЭ следует назначить 6-7 с общей продолжительностью в течение 360

суток. При этом последовательность соблюдения режима такова: не менее 4 ч укрытие в ЗС или

герметизированных помещениях во время отдыха, а работа организуется вахтовым методом в

течение 360 суток. Это значит, что ОЭ работает круглосуточно в 4 смены непрерывно в течение

3,5 суток. Его обслуживают 2 смены поочередно: одна работает 6 часов в цехах, а вторая

отдыхает 6 часов в ЗС данного ОЭ. После 3,5 суток они убывают для отдыха в незаpaженную

местность, а их сменяют очередные 2 смены ,прибывшие из незараженной местности.

4. РРЗ населения поселка не предусматривается (см. табл. 10.11), тек какР

= 0,93 рад/ч больше 0,2

и 0,3 рад/ч, указанных в табл. 10.11 для населения, проживающего з каменных одно- и

многоэтажных домах. Поэтому население следует эвакуировать в незараженную местность, где

находятся работающие на ОЭ вахтовым методом.

5. Рассчитанный дозовый критерий для принятия решения о защите составил Д

сут = 23,84 бэр,

что выше верхнего уровня, указанного в табл. 10.6 за исключением для взрослых людей. Поэтому

в качестве защитных мер следует применить укрытие всех людей в ЗС и защиту органов дыхания,

а с учетом действия радиоактивных осадков на отдельные органы человека - и йодную

профилактику всех людей ОЭ и поселка до подхода радиоактивного облака, дозировка йодного

калия следующая: 1 раз в день по 0,125 г всем взрослым людям и детям в возрасте от 2 лет и

старше в течение 7 суток; I раз в день по 0,04 г детям в возрасте до 2 лет и беременным женщинам

в течение 3 суток. В дальнейшем следует предусмотреть эвакуацию детей и беременных женщин

(в первую очередь), а затем - и всех взрослых людей, неработающих на ОЭ вахтовым методом.

Такой итоговый вывод позволит в дальнейшем детализировать отдельные решения в направлении

обеспечения требуемого уровня экологической безопасности как персонала ОЭ, так и населения

поселка данного объекта.

II. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОДЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ И

ЗАЩИТЫ ОТ ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

11.1. Методика расчета

Схема основных характеристик электромагнитного поля (ЭМП), создаваемого

радиолокационной станцией (РЛС), представлена на рис. 11.1.

На рис. 11.1 показаны следующие основные характеристики ЭМП: 1) угол места РЛС - α, т.е.

угол, град., между линией горизонта и направлением основного луча РЛС; 2) угол β - угол,

град., между направлением главного луча и направлением от источника ЭМП к расчетной точке;

3) высота, м, антенны над поверхностью земли – h

, представляющая собой сумму высот РЛС -

∆H и самой антанны –h

; 4) превышение, м, оси главного луча над расчетной точкой - а 5)

линейный размер, м, луча в вертикальной плоскости – q.

В соответствии с литературой [16] устанавливается следующий порядок расчета:

I. Для РЛС, работающих в импульсном режиме, находят среднюю мощность Рср, кВт, по

формуле

где Ри - импульсная мощность РЛС, кВт; τ - длительность импульса, мкс; f- частота повторения

импульсов, Гц.

2. Определяют максимальную интенсивность ЗМП J^aw , мкВт/ом^, по оси главного луча для

расчетной точки, находящейся на удалении "'/, м, по формуле

fРР

иср





(11.1)

где G - коэффициент усиления антенны.

3. Находят ℊ

, м, по формуле

где Θо=2 Θo,s ; Θo,s - ширина диаграммы направленности по ее половинной мощности, град.

(приводится в паспорте РЛС).

4. Определяют угол β, град., по формуле

где а. - расстояние от расчетной точки до оси главного луча по вертикали, м.

5. Находят величину а, м, по формуле

где h

.= ∆Н + h

(приведены в исходных данных), а l определяют по формуле

α - угол места РЛС, задаваемый в исходных данных, град.

6. По угловому отклонению jb , град.» находят значения параметра  по формуле:

где К - волновое число, равное 2П/;  - длина волны, м;

L - половина раскрыва антенны (приводится в исходных данных), м.

7. По полученным значениям  в табл. 11.1 находят у, т.е. отношение интенсивности ЭМП в

расчетной точке к Умакс. Умножая значения Умакс на у, получают величину интенсивности ЭМП

в расчетной точке.

8. Полученные значения интенсивности ЭМП в заданных точках сравнивают с нормативами ПДУ

(ПДУ = 5 мкВт/см

). При превышении ПДУ определяют требуемую кратность ослабления

(делением У реального на ПДУ) и обосновывают необходимые инженерные решения для

снижения интенсивности ЭЛЛ в соответствий с подразделом 11.4.

Для расчета требуемого увеличения высоты антенны ∆h

угла места станций ∆α по параметру

 (необходимое) из табл.11.1 по формуле (11.8) находят такой угол места β

, град., РЛС, который

(11.)

(11.4)

(11.5)

(11.6)

(11.8)

ППRArc

/)2/sin(









0175,0



lha







Rl 0175,0



sin LK

(11.7)

обеспечивает снижение интенсивности излучения в расчетной точке до нормативного уровня.

Затем по формуле (11.9) определяют необходимую высоту подъема антенны РЛС

а по формуле (11.10) - требуемое изменение угла места антенны

Кроме того, на позициях РЛС могут устанавливаться зоны «строгого режима» и «ограничения».

Границу зоны «строгого режима» Rс.р. вычисляют по формуле:

где ПДУ

макс

– максимально допустимая интенсивность ЭМП, равная 1000 мкВт/см

Границу зоны «ограничение» Rогр, м, определяют по формуле:

где ПДУ = 5 мкВт/см

11.2. Задание на расчет

Задание•№ 11.2.1. Определить по исходным данным табл. 11.2 интенсивность ЭМП на всех

этажах трехэтажного жилого дома (расчетные точки на высоте от земли 1,5 для первого этажа,

4м- для второго, 6,5 м - для третьего), расположенного на удалении R от РЛС на ровной

местности и размещенного на одном уровне с основанием насыпи РЛС. Высота РЛС с насыпью

∆Н = 4 м, высота и раскрыв антенны по 3 м. РЛС работает в импульсном режиме, с мощностью

импульса Р

, кВт, его длительностью τ = З мкс и частотой f= 400 Гц, коэффициент усиления

антенны G = 20000, Θ

= 4°. Выбрать и обосновать способ защиты от ЭМП.

)(0175,0





haяа

RHhhh

(11.9)

(11.10)

(11.11)

(11.12)





максcpрс

ПДУПGPR  4/100

ПДУRПGPR

cpогр

 4/100

11.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета

Перед выполнением задания студент изучает электромагнитные загрязнения в учебном пособий

[3], подраздел 5.7.3. Затем по формулам (11.1...11.7) подраздела 11.1 он проводит расчеты, строго

соблюдая размерность заданных и рассчитываемых параметров. Определение величины угла β

проводят с точностью до 1

, значения синуса угла берут из таблицы тригонометрических

функций. При выполнении задания студент делает чертеж, на котором обозначает взаимное

расположение РЛС и расчетной точки, угол места РЛС, угол между направлениями главного

луча и расчетными точками – угол β, а также рекомендуемые средства защиты, определенные в

соответствии с требованиями подраздела 11.4.

11.4. Инженерные решения по результатам расчетов

При выполнении данного подраздела студент выбирает средства защиты (по данным

подраздела 5.7.3 учебного пособия [3]). Вначале он находит требуемые кратности ослабления (п.

8 подраздела 11.1). Затем рассчитывает требуемую для этих целей ширину лесополос (снижение

интенсивности ЭМП на 0,3 дБ на каждый метр ширины лесопосадок), требуемое повышение вы-

соты антенны 4 ∆hа и изменение угла направленности ∆α (высота насыпи с антенной не

должна быть больше 10 м, угол наклона не должен превышать 3°) .При невозможности

обеспечения данными средствами требуемого снижения интенсивности ЭМП применяется

облицовка стен жилых зданий специальными материалами и остекление оконных проемов

стеклом, покрытым двуокисью олова (снижение интенсивности на 20 дБ) и т.д. [16].

В заключении студент приводит основные результаты расчетов - интенсивность излучения в

расчетных точках и Умакс, ширину диаграммы направленности на заданном удалении от РЛС,

среднюю мощность РЛС, а также рекомендуемые средства защиты.

12. РАСЧЕТЫ ПЛАТЫ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДИ

12.1. Методики расчетов

Одним из составляющих экономического механизма природопользования в РФ с 01.01.93г.

является расчет платы за загрязнения атмосферы и гидросферы, размещение отходов

производства и другие виды (вибрация, шум, электромагнитные, радиационные, тепловые и т.п.)

вредного воздействия на окружающую природную среду (ОПС). Его проводят все юридические

лица с количеством работающих более 3 чел. В Тверской области действует две методики общего

расчета платы за загрязнения ОПС: I) для крупных предприятий, АО и фирм, имеющих экологи-

ческий паспорт с утвержденными ПДВ, BСB, ПДС, ОДУ и т.п.;

2) для малых предприятий, организаций и учреждений, не имеющих экологического паспорта [3].

Методика общего расчета платы за загрязнения ОПС для крупных предприятий, АО и фирм

(первая методика) предусматривает выполнение четырех специфических расчетов: I) за выбросы

3В в атмосферный воздух; 2) за выбросы 3В в водные объекты; 3) за размещение отходов на

выделенных территориях (полигонах) и 4) за другие вредные воздействия (например, тепловые

загрязнения водных объектов) на ОПС. Ниже рассмотрим методики этих расчетов более подробно

в деноминированных рублях (сокращенно в рублях).

I. Методика расчета суммарной платы за выбросы 3В в атмосферный воздух следующая:

1.1. Определяют основную плату, руб, по формулам:

1.1.1. При выбросах до ПДВ, т.е. М

≤ ПДВ

1.1.2. При выбросах до ВСВ, т.е. М

≤ ВСВ

= М

лi

или М

– ПДВ

≤ ВСВ

= М

лi

1.1.3. При сверхлимитных выбросах, т.е. М

– ВCВ

= Мcвi или М

= Мсвi, когда нет разрешенных

ни ПДВ ,ни ВСВ

где i = 1...n - перечень 3В в выбросах данного предприятия (например, аммиак, бензин, керосин и

др.); Б

и Б

- базовые нормативы платы по табл. 12.1 за каждое i-е 3В соответственно при

выбросах в пределах ПДВ и ВСВ, руб/т; М

- фактическая годовая масса каждого i-го 3В в

выбросе, т/год;

ПДВ

- предельно допустимый выброс i-х 3В, т/год; ВСВ

- временно согласованный выброс i-х

3В, т/год; М

лi

^' - лимитирующий выброс i-х 3В, т/год; Мcвi - сверхлимитный выброс i—х. 3В,

т/год.

1.2. Определяют скорректированную плату, руб, по формулам:

1.2.г. При выбросах до ПДВ, т.е. М

≤ ПДВ

1.2.2. При выбросах до ВСВ, т.е. М

≤ ВСВ

= М

лi

или M

– ПДВ

≤ ВСВ

=М

лi

(12.1)

(12.2)

)(

MБП 





)(







лii

MБП







свii

св

МБП

)(5

(12.3)

сд

КПП 

(12.4)

сл

КПП 

(12.5)

1.2.3. При сверхлимитных выбросах М

– ВСВ

= Мcвi или M

= Mсвi, когда нет разрешенных

ни ПДВ

, ни BCB

где К

- коэффициент экологической ситуации и экологической значимости по состоянию

атмосферного воздуха, который для Центрального экономического региона РФ равен 1,9, а для

г.Твери и других городов области Kg = 2,28 (при расположении предприятия на территориях

национальных парков и т.п. К

увеличивается в 2 раза).

1.3. Определяют суммарную плату, руб, по формуле

1.4. Определяют скорректированную суммарную плату, руб, по формуле

св

свс

КПП 

(12.6)

свс

сл

сд

ПППП 



(12.7)

КПП 



(12.8)