Расчет парамеиров поражающих факторов в условиях чрезвычайных ситуаций

Определить  уровень радиации (мощность дозы) на местности и в защитном сооружении на момент формирования радиационной обстановки (t_ф) в точке с координатами R₂ и У.

1) Определим ожидаемую  мощность дозы на местности  после выпадения радиоактивных осадков.

По табл. 1.14 находим, мощность дозы через 1 ч после взрыва мощностью 1000 кт на оси зоны РЗ на расстоянии 150 км: Р₀ = 86 (рад/ч).

Мощность дозы после  выпадения радиоактивных осадков (РО) через 6,7 ч составит:

 

Р_6,7 = Р₀ × 6,7^-1,2 = 86 × 6,7^-1,2 = 8,77 (рад/ч).

 

По табл. 1.16 находим коэффициент, учитывающий снижение радиации при отклонении от оси зоны РЗ на 1 км: k = 0,86.

Тогда уровень радиации на расстоянии 150 км и при отклонении от оси зоны заражения в 4,0 км будет равен:

 

Р_6,7 = 8,77 × k = 8,77 · 0,86 = 7,5422 (рад/ч).

 

2) В защитном сооружении мощность  дозы с учётом К_осл на момент формирования радиационной обстановки составит:

 

P = 8,77/500 = 0,01754 (рад/ч).

 

8,77> 0,5 рад/ч, следовательно, местность считается зараженной радиоактивными веществами.

0,01754 < 0,5 рад/ч, следовательно, местность в защищенном сооружении считается незараженной радиоактивными веществами.

Определить  поглощенную и эквивалентную дозы, которые могут быть получены людьми за время нахождения в защитном сооружении (dТ) в той же точке при γ - облучении.

Определим поглощенную дозу при  нахождении людей в защитном сооружении с учетом того, что люди укрылись в ПРУ через 1час 10 минут после взрыва:

 

Т_к = dT+1 = 48+1,1(6) = 49, 1(6) (ч)

 

Поглощенную дозу (рад) в зараженном районе определяют по формуле:

 

 

где Р0 – уровень радиации на данное время, То, Тк и Тн - время конца и начала облучения.

 

Дпру =5*86*6,7^-1,2*(6,7^-0,2-49,1(6)^-0,2)/500=0,020 (рад).

 

Определить  уровень радиации на местности к  концу пребывания в защитном сооружении в точке с координатами R₂ и У.

Время конца пребывания в защитном сооружении – 49,1(6) ч после взрыва. За это время уровень радиации на местности составит:

 

P_49,1(6) = Р_6,7 ·(Тк / t_н)^-1.2 = 7,5422·(49,1(6)/ 6,7)^-1,2 = 0,69 (рад/ч).

 

Примем P_49,1(6) = 1 (рад/ч).

Определить  маршрут эвакуации людей из зараженной зоны автотранспортом и пешими колоннами, время движения. Составить план-схему  местности.

ядерный взрыв  авария химический поражающий

 

Расстояние, которое преодолевают люди при эвакуации, будет равно:

 

S = 39/2 – 4 = 15,5 (км)

 

Пешие колонны преодолевают расстояние 15,5 км при скорости движения V1 = 11 км/ч за время:

 

t1 = 15,5/11 = 1,41 (ч)

 

Автомобили преодолевают расстояние 15,5 км при скорости движения V1 = 65 км/ч за время:

 

t2 = 15,5/65 = 0,24 (ч)

 

Эвакуация людей должна производиться по кратчайшему пути выхода из зоны заражения, т.е. от оси  взрыва перпендикулярно направлению ветра. (пунктирная стрелка).

Пешие колонны преодолеют расстояние 15,5 км при скорости движения 11 км/ч за t1 = 1,41 ч, автомобили при скорости движения 65 км/ч за t2 = 0,24 ч.

Определить  уровень радиации в точке выхода на момент выхода из зараженной зоны.

На границах зоны заражения  через 1 час после взрыва уровень  радиации равен 8 рад/ч.

Время выхода из зараженной зоны людей пешими колоннами составит:

t_ЭВ = (49,1(6)+1,41) = 50,51 (ч) после взрыва.

Время выхода из зараженной зоны людей автотранспортом составит:

t_ЭВ = (49,1(6)+0,24) = 49,34 (ч) после взрыва.

За это время уровень  радиации в точке выхода из зараженной дозы составит:

 

Р₀ = 8 рад/ч.

P_50,51 = Р₀ · (50,51 /6,7)^-1.2 = 0,089 (рад/ч);

P_49,34 = Р₀ · (49,34 /6,7)^-1.2 = 0,091 (рад/ч);.

 

Определить поглощенную дозу, которая может быть получена людьми за время эвакуации.

При эвакуации пешими колоннами:

 

Д_эв=0,5*Р_49,1(6)*Р_50,51*Т_эв=0,5*0,69*0,089*1,41=0,043 (рад)

 

При эвакуации автотранспортом (с учетом коэффициента ослабления внешней радиации при нахождении в автотранспорте К_осл = 2):

 

Д_эв=0,043/2=0,0215 (рад)

 

Определить  суммарную дозу, которая может  быть получена людьми за время нахождения на зараженной территории.

Общая доза внешнего облучения  будет складываться из дозы за время  пребывания в ПРУ (Д_пру), дозы за время эвакуации из заражённой зоны (Д_эв).

Общая доза внешнего облучения  составит:

1) При эвакуации пешими  колоннами:

 

Д = Д_пру + Д_эв = 0,020+ 0,043 = 0,063 (рад);

 

2) При эвакуации на  автотранспорте:

 

Д = Д_пру + Д_эв = 0,020+ 0,0215 = 0,0415 (рад) .

 

Д < Ддоп, т.к. 0,063 < 10 рад, 0,0415 < 10 рад, следовательно, люди получат дозу внешнего облучения менее 10 рад. Значит, внешняя доза облучения не вызывает радиационных поражений не в случае эвакуации пешими колоннами, не в случае эвакуации автотранспортом.

Раздел 2. Оценка химической обстановки при аварии на химически опасном объекте

 

Из большого числа  вредных веществ, в том числе  производимых и используемых в промышленности, лишь сравнительно небольшая часть может быть отнесена к опасным и тем более к тем, которые могут привести к ЧС различного масштаба. Критерием для отнесения химического вещества к опасным служит уровень средней смертельной дозы. В настоящее время в соответствии с законом РФ «О безопасности в промышленности» (1997) к ним относят 179 наиболее опасных веществ, используемых в промышленности. Из этих веществ в зависимости от их свойств выделены вещества, которые при несоблюдении норм безопасности или нарушении штатных технологий могут заразить окружающую среду с поражающими концентрациями, стать причиной массового поражения людей, привести к ЧС. Такие вещества получили название аварийно химически опасных (АХОВ).

Крупными запасами АХОВ располагают предприятия химической, целлюлозно-бумажной, нефтехимической, металлургической промышленности, предприятия агропромышленного комплекса, ЖКХ.

Химически опасным объектом (ХОО) называется объект, при аварии или разрушении которого могут произойти  массовые поражения людей и загрязнения окружающей среды АХОВ. На аварийно химически опасных объектах в больших количествах, наиболее распространенными являются хлор, аммиак, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, диметиламин, азотная и серная кислоты.

Развитие аварийных процессов на ХОО и масштабы возможных ЧС в большой мере зависят от способа хранения АХОВ. Такие вещества, как хлор, аммиак, сероводород, фтор и ряд других, имеют низкие температуры кипения, в силу чего при нормальных окружающих температурах находятся в газообразном состоянии. Так как в таком состоянии они занимают большие объемы, не приемлемые в производственных условиях, то для их хранения и транспортировки используются способы хранения, позволяющие сократить объем резервуаров. Наиболее эффективным способом хранения является сжижение газов.

Для хранения веществ  в виде жидкости используются два  основных способа. Первый способ –  хранение под давлением, при котором  температура кипения вещества повышается выше температуры окружающей среды. Вторым способом является изотермическое хранение при температурах на 0,1 – 0,2⁰С ниже температуры кипения вещества при нормальном давлении. Хранение осуществляется в резервуарах с теплоизоляцией.

При авариях на ХОО  поражение людей химическими  веществами происходит в основном при вдыхании зараженного воздуха (ингаляционно), при попадании АХОВ на кожу, при употреблении в пищу зараженных продуктов и воды (пероральное). Степень и характер нарушений жизнедеятельности человека (степень поражения) при воздействии АХОВ зависят от токсичности АХОВ, его агрегатного состояния, концентрации в воздухе, продолжительности воздействия, путей проникновения в организм и индивидуальных особенностей организма человека.

Исходные данные

Q, т	АХОВ	Скорость ветра, м/с	t, 0С	Вертикальная  устойчивость воздуха	Вид   разлива   АХОВ	Высота поддона, м	Расстояние  до объекта, R, км
40	Хлор	4	0,0	Инверсия	Свободный	-	2,0

 

Определить  размеры и форму очага заражения (глубину и ширину распространения  зараженного воздуха).

Расчеты производятся методом коэффициентов.

Метеорологическую обстановку определяют по прогнозу или фактически уточняют на момент аварии. Параметры  метеорологической обстановки включают:

- направление и скорость  ветра на высоте 10 м: 4 м/с;

- температуру воздуха и почвы в районе аварии: 0 ^oC;

- степень вертикальной  устойчивости атмосферы: инверсия.

 

r	-	удельный вес АХОВ (табл. 2.6), r = 1,553т/м3;
H	-	толщина слоя жидкости (АХОВ) в поддоне, h = - м.
K1	-	зависит от условий хранения АХОВ (табл. 2.5), K1 = 0,18;
K2	-	зависит от физико-химических свойств АХОВ (табл. 2.5), K2 =0,052;
K3	-	отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозы данного АХОВ (табл. 2.5), K3 = 1,0;
K4	-	учитывает скорость ветра (табл. 2.3), K4 = 2;
K5	-	учитывает степень вертикальной устойчивости атмосферы, при инверсии: K5 = 1;
K7	-	учитывает влияние температуры  воздуха (табл. 2.5), K7 = 0,6/1,0.
Q0	-	исходное количество АХОВ.

K6

-

зависит от времени после  начала аварии и определяется после  расчета продолжительности полного  испарения АХОВ - Ти. Принимаем при Ти > 1ч, K6 = (2,489)0,8

 

Время испарения хлористого водорода с площади его разлива определяется по формуле:

 

,

 

Тогда время испарения хлористого водорода равно:

 

Т_и=1,553/0,052*2*0,6=2,489 ч

 

 

Рассчитаем ожидаемую  глубину зоны заражения. Для этого определяем эквивалентные количества АХОВ в первичном (Q1) и вторичном (Q2) облаках:

 

,

Q1=0,18*1*1*0,6*40=4,32 т

,

Q₂=(1-0,18)*0,052*1*2*1*(2,489)^0,8*0,6/1,553=0,068 т

 

По табл. 2.4 находим глубины зон заражения первичным (Г₁) и вторичным (Г₂) облаками с учетом скорости ветра 4 м/с:

для Q₁ = 4,32 т: Г₁ = 3,86 км,

для Q₂ = 0,068 т: Г₂ = 0,39 км.

Исходя из этих значений полная глубина заражения:

 

Г_п = Г_max + 0,5 * Г_min

Г_п = 3,86 + 0,5*0,39 = 4,055 км.

 

Предельно возможная  глубина переноса воздушных масс составляет:

 

Г_в = Т_и·V_п = 2,489·21 = 52,269 км,

 

где V_п = 21 км/ч - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха (табл.2.1).

За окончательную расчетную  глубину зоны заражения принимаем  меньшее из значений Г_п и Г_в.

Следовательно:

 

Г = Г_п = 4,055 км.

 

Ширина зоны заражения  хлористым водородом приближенно определяется по степени вертикальной устойчивости атмосферы и по колебаниям направления ветра: при инверсии принимают 0,03 глубины зоны, следовательно, ширина зоны: 0,753 км.

Рассчитаем величину площади возможного и фактического заражения АХОВ:

- возможное:  ,

где - угловой размер зоны заражения (табл. 2.2), ;

 

S_в = 8,72·10^-3·4,055²·45 = 6,45 км²;

 

- фактическое:  ,

где K_в - зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха, при инверсии K_в=0,081.

 

S_ф = 0,081·4,055²·0,45^0,2 = 0,715 км²

 

Форма зараженной площади.

 

 

Определить  время подхода зараженного воздуха  к объекту.

Время подхода переднего  фронта зараженного воздуха к  объекту определяется скоростью  переноса переднего фронта зараженного воздуха (табл. 2.1 - V_п) при имеющейся степени вертикальной устойчивости атмосферы (инверсии):

 

Т_п = R/V_п = 2/21 = 0,095 мин.

Раздел 3. Прогнозирование  и оценка степени опасности в  очаге поражения взрывов твердых взрывчатых веществ (ВВ) и газопаровоздушных смесей (ГПВС)

 

Взрыв – быстро протекающий  процесс физического или химического  превращения веществ, сопровождающийся высвобождением большого количества энергии  в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей, нанести материальный ущерб и ущерб окружающей среде, стать источником ЧС.