Расчет уровня радиации и дозы излучения при ядерном взрыве и аварии на АЭС

Изменение уровней радиации на радиоактивно загрязненной местности в общем виде характеризуется зависимостью:

Р=Р₀(t/t₀), (2.3)

где Р₀ - уровень радиации в момент времени t₀ после аварии (взрыва), Гр/ч;

Р - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t, Гр/ч; n - показа­тель степени, характеризующий величину спада радиации во времени и зависящий от изотопного состава радионуклидов.

Доза излучения за время от t₁ до t₂ определяется по формуле:

(2.4)

где D_n - поглощенная доза излучения, Гр.

После интегрирования получим D_n=P₀*t₀ ⁿ/(l-n)*(t₂^-n+1 - t₁^-n+1). (2.5)

Подставив значения Р₀=Р₁(t₁/t₀)^-n и Р₀=Р₂(t₂/t₀)^-n в формулу (2.5), полу­чаем:

D_n=1/(1-n)*(P₂t₂-P₁t₁). (2.6)

Для ядерного взрыва с учетом естественного радиоактивного распада радиоактивных веществ установлено, что спад уровня радиации подчиняется зависимости

Р=Р₀(t/t₀)^{-1, 2}. (2.7)

Таким образом, для ядерного взрыва при n=1, 2 формула (2.6) приобрета­ет вид

D_n=5*(P₁ t₁ – P₂ t₂ ) или D_n=5*(Р_нt_н - Р_кt_к), (2.8)

где P₁, Р_н и P₂, Р_к - уровни радиации в начале (t₁, t_н) и в конце (t₂, t_к) пребы­вания в зоне радиоактивного заражения соответственно, Гр/ч,

При наличии дополнительных укрытий с различным коэффициентом ос­лабления К_осл формула (2.8) имеет вид:

D_n=5*(Р_нt_н - Р_кt_к)/K_осл. (2.9)

Значение коэффициентов ослабления для различных видов укрытий приведены в приложении 3.

Величина спада радиации при аварии (разрушении) АЭС, имеющей другой изотопный состав радионуклидов, чем при ядерном взрыве, должна опре­деляться в каждом конкретном случае по данным радиационной разведки.

Для этогоиз формулы (2.3) получим

n=lg(P₁/P₂)/lg(t₂/t₁), (2.10)

где P₁/P₂ - отношение уровня радиации при первом измерении к уровню ра­диации при втором измерении; t₂/t₁ - отношение времени после аварии при втором измерении к времени после аварии при первом измерении. Применительно к аварии на Чернобыльской АЭС величина n ориентиро­вочно определена на основе анализа данных, опубликованных вскоре после аварии. По этим данным величина n ~ 0, 4.

При таком законе спада уровни радиации за 7-кратный промежуток времени уменьшаются примерно в 2 раза, а не в 10 раз, как при ядерном взрыве. В этом заключается одна из основных особенностей радиоактивного загрязнения местности при аварии (разрушении) АЭС.

Таким образом, при оценке радиационной обстановки при аварии на АЭС можно ориентировочно принять, что

Р=Р₀(t/t₀)^{-0, 4}. (2.11)

Доза излучения при аварии на АЭС с учетом коэффициента ослабления рассчитывается по формуле:

D_n=1.7*(P_к t_к - Р_н t_н )/К_осл. (2.12)