CC BY
85
Научно-технические разработки
Федеральный центр науки и высоких технологий «Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций»
УДК 614.8:351.86+519.8
В.В. Кашарный к.т.н., (АГЗ МЧС России), Н.Н. Хомяков к.т.н. (ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ))
К РАСЧЕТУ ЗОНЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТ НЕСКОЛЬКИХ ИСТОЧНИКОВ
V. Kasharny, N. Khomyakov TO THE ESTIMATION OF NUCLEAR POLLUTION ZONE FROM DIFFERENT SOURCES
В настоящей работе предложена математическая пространственная модель загрязнения местности радионуклидами от нескольких источников.
In the present work the mathematical spatial model of pollution is offered to district radio nuclear danger from several sources.
В.В. Кошарный
Н.Н. Хомяков
Сложностью физических процессов в такой стратифицированной и неламинарной среде, какой является нижняя атмосфера, объясняется отсутствие до настоящего времени адекватной реально работающей унифицированной модели переноса и перемешивания взвешенных частиц (примесей любого происхождения) в атмосфере, что отрицательно сказывается на решении любой метеорологической и метео-экологической задачи. Это обстоятельство соответственно тормозит создание такой модели для переноса и перемешивания радионуклидов при авариях с выбросами на РОО. Проблемам учета особенностей выброса радионуклидов и характера загрязнения региона после аварии на ЧАЭС было посвящено больше число работ, в т.ч. авторов настоящей работы, например, [1-7]. При этом следует отметить, что существующие методики [2, 3] приводят к значительному увеличению площади загрязнения в ближней зоне аварии, что в свою очередь ведет к увеличению объема и стоимости АСНДР и всех видов работ при ликвидации ЧС радиационного происхождения. Особеноо это касается случаев, когда источник загрязнения от РОО не один, например, при авариях с выбросом радиоактивных веществ из нескольких относительно близко расположенных РОО в виде реакторных блоков АЭС.
Для определения площади зоны радиоактивного загрязнения в этом случае в работе [6] разработана обобщенная математическая модель формирования зоны радиоактивного загрязнения местности.
Данная модель, в отличие от принятых ранее подходов, позволяет осуществить прогнозирование радиационной обстановки на местности с учетом различной степени разрушения не одного, а нескольких единичных реакторных блоков АЭС. В частности, с помощью модели возможен расчет площади зоны радиоактивного загрязнения местности, ограниченной заданной мощностью дозы у-излучения.
Под зоной ведения радиационной разведки понимается замкнутая область, ограниченная изолинией LD с заданной мощностью дозы у-излучения D :
1 пор
LD = {ф(х,у)^(х,у)= Dп0р},
внутри которой
^х^пор ,
где D(х,у) - суммарная мощность экспозиционной дозы.
Суммарная мощность D(x,y) дозы у-излучения в любой точке местности при разрушении нескольких (например, N из общего числа М реакторных блоков данной АЭС определяется как суперпозиция Sp мощностей доз в этой точке А(х,у), обусловленная разрушением единичных реакторных блоков станции и описывается выражением:
в векторном виде —
D(x,y) =Sp{[Dim(x,y)][5im(Ri ,р ,А )]};
или в более удобном для расчетов матричном виде —
D(x,y) = Sp
£>12 ■А 'I Im 5I2 -O
А, Цг2 ■Dlm X 82i 632
.U. "Am ) Öi2
где
Федеральный центр науки и высоких технологий «Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций»
і — номер единичного реакторного блока АЭС;
т — номер математической модели, описывающей выход и распространение радиоактивных веществ из активной зоны і-го реактора в окружающую среду;
Ri — расстояние от і-го единичного реакторного блока АЭС до точки А(х,у);
Рі— параметр, характеризующий степень разрушения і-го единичного реакторного блока АЭС;
Аі - параметр, описывающий мощностные характеристики і-го единичного реакторного блока АЭС;
Dim(x,у) - мощность дозы у - излучения от і-го единичного реакторного блока АЭС в текущей точке (х,у) по т-й модели;
5іт(К,Рі,Аі) — дельта-функция для параметра, описывающего вероятность аварии (разрушения) і-го единичного реакторного блока АЭС из общего числа М и принимающий значения:
1 - при реализации выхода радиоактивных веществ из активной зоны ядерного реактора, по т-й модели;
0 - при нереализации выхода радиоактивных веществ из активной зоны ядерного реактора по т-й модели.
Тогда площадь зоны ведения разведки, ограниченная изолинией LD заданной мощности дозы
гамма-излучения D рассчитывается согласно выпор *
ражению [6]:
при х,у и LD , для которых выполнимо условие
где х , у - точки расчетного ряда сетки координат;
хі, уі - координаты источника радиоактивного загрязнения местности.
Алгоритм позволяет по известным характеристикам блоков АЭС, метеорологическим данным и результатам расчетов по т-й модели (например, по [1], а для случая водопереноса радиоактивных нуклидов — [7-9]) рассчитать размер зоны радиоактивного загрязнения при аварии (разрушении) ядерных реакторов и построить оптимальные маршруты ведения радиационной разведки местности.
Предлагаемая методика, может быть включена в состав математического обеспечения НЦУКС для оперативного управления силами наземной радиационной разведки в составе его программного обеспечения.
Литература
1. Горбунов С.В. Методические основы повышения безопасности поверхностных захоронений твердых радиоактивных отходов, образующихся при ликвидации последствий радиационных аварий. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. — 2003. — 27 с.
2. Гусев Н.Г., Беляев В.А. Радиоактивные выбросы в биосфере / Справочник. М.: Энергоатомиздат.
— 1991. - 276 с.
3. Методика по прогнозированию и оценке радиоактивного загрязнения воздуха, почвы, водных объектов, а также возможных доз облучения в случае радиационных аварий на атомных станциях для различных вариантов метеорологических условий. М.: Госкомгидромет. — 1988.-100 с.
4. Галушкин Б.А., Горбунов С.В. Распределение и радионуклидный состав топливных частиц в 60-километровой зоне ЧАЭС / В кн.: Геохимические пути миграции искусственных радионуклидов в биосфере. Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции, г.Гомель, октябрь, 1990 г. М.: ГеоХИ им. В.И. Вернадского.
— 1990. — С. 65.
5. Галушкин Б.А., Горбунов С.В., Макушкин С.Г. Методика выявления и оценки радиационной обстановки при запроектной аварии или разрушении ядерного реактора на атомной электростанции. М.: в/ч 52609.
— 1990. — 92 с.
6. Хомяков Н.Н. Методическое руководство по математической обработке результатов физико-математического моделирования и экспериментальных измерений радиоактивного загрязнения окружающей среды при разрушении радиационно-опасных объектов. - М.: ВНИИ ГОЧС. — 1991. — 78 с.
7. Кашарный В.В. Методика расчета и распределения радионуклидов в водной среде при авариях на радиационно-опасных объектах. Шестая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление рисками чрезвычайных ситуаций», г. Москва 20-21 марта 2001 г. Доклады и выступления. — М.: «КРЧК», 2001.
8. Кашарный В.В., Чириков А.Г., Дунаев В.А. Оценка загрязненности водосбора в результате радиационной (ядерной) аварии / Х Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы регулирования природной и техногенной безопасности в XXI» Москва, 19-20 апреля 2005 г. Сборник докладов. М.: ЦСИ ГЗ МЧС России, — 2005.
9. Кашарный В.В., Чириков А.Г., Дунаев В.А. Определение концентрации радионуклидов в воде и донных отложениях водосбора в зоне радиационной (ядерной) аварии. Чрезвычайные ситуации: Теория. Практика. Инновации. Материалы докладов международной научно-практической конференции. — Гомель: ГИИ, 2006. — С. 47-51.
Научно-технические разработки
