Оценка обстановки на объекте экономики при наземном ядерном взрыве

  

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Байкальский  Государственный Университет Экономики  и Права

Кафедра экономики труда  и управление персоналом

 

Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-графическая  работа

 

 

Студента: Васильева Владимира  Леонидовича

Группа ПД-12-5

Номер варианта: 4

Руководитель: Ширшков  Александр Иванович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск, 2012 г.

 

 

1.Оценка обстановки на  объекте экономики при наземном  ядерном взрыве 

(на примере  наземного ядерного взрыва)

 

1.  Исходные данные

1 – радиус города  – 14 км,

2 – расположение объекта  относительно центра города по  азимуту – 180 град.,

3 – удаление объекта  от центра города – 1 км,

4 – мощность ядерного  боеприпаса (тротилового эквивалента)  – 100 кт,

5 – место взрыва – центр города,

6 – направление ветра  – от центра взрыва на объект,

7 – скорость ветра  – 50 км/ч,

8 – наименование объекта  (цеха): электроцех (Э).

 

2.  Характеристика объекта

 

Электроцех (Э):

здание – одноэтажное  из сборного ж/б,

оборудование – трансформаторы до 1 кВ,

КЭС – ВЛ высокого напряжения.

 

3.  Поражающие факторы наземного ядерного взрыва

 

Энергия ядерного взрыва распределяется следующим образом: на ударную воздушную волну – 50 %, световое излучение – 35%, радиоактивное  загрязнение местности – 10%, проникающую радиацию – 3%, электромагнитный импульс – 2%.

• Ударная воздушная волна - меньше 12 км
• Световая радиация присутствует
• Проникающая радиация – γ лучи
• Электромагнитный импульс присутствует
• Радиоактивное загрязнение местности – большое (гриб из грунта (черный), воронка, достигает место взрыва)

 

1. Расчет  поражающего действия ударной воздушной волны

Поражающее действие ударной воздушной волны определяется избыточным давлением во фронте (Р_изб), которое зависит от мощности боеприпаса (q) и расстояния объекта от центра взрыва.

 

1. Рис.1
• место расположения объекта относительно центра города с учетом азимута;
• зоны поражения людей от ударной воздушной волны;
2. Определение избыточного давления ударной воздушной волны (Р_изб) на объекте по табл. 2.

Расчет (Р_изб):

Данные для расчета:q=100 кт, расстояние от взрыва – 1 км. По табл.2  расстояние 1 км находится ближе к интервалу от 1,7 км до 1,2 км. Необходимо определить, как изменяется давление на 0,1 км. Для этого вначале определяю, чему равен этот интервал. Он равен 1,7 – 1,2 = 0,5 км, что составляет 0,1х5. Тогда получу изменение  Р_изб на 0,1 км: (100 кПа – 60 кПа):5 = 8 кПа. Если на расстоянии 1,2 км  Р_изб = 100 кПа (см. табл.2), то 1 км – это ближе от 1,2 км, значит Р_изб будет больше в данном случае на 2х8 кПа, т.е на 16 кПа, отсюда на объекте Р_изб =100 кПа+16 кПа=116 кПа.

3. Характеристика степени поражения людей на объекте.

Степени поражения людей: легкие при Р_изб от 20 до 40 кПа, средней тяжести – свыше 40 до 60 кПа, тяжелые – свыше 60 до 100 кПа, крайне тяжелые – свыше 100 кПа. Так как в данном случае Р_изб = 116 кПа, то степень поражения людей – крайне тяжелая. Эти травмы могут привести в смертельному исходу.

4. Определение степени разрушения здания, оборудования и КЭС на объекте; характеристики этих разрушений.

 

Степень разрушения здания (Э): так как в данном случае это одноэтажное здание из сборного ж/б, то оно полностью разрушается при избыточном давлении Р_изб более 40 кПа, поэтому при избыточном давлении 116 кПа наблюдается полное разрушение здания.

Степень разрушения оборудования: так как в данном случае это трансформаторы до 1 кВ, то они полностью разрушаются при избыточном давлении Р_изб более 60 кПа, поэтому при избыточном давлении 116 кПа наблюдается полное их  разрушение.

Степень разрушения КЭС: так как в данном случае это ВЛ высокого напряжения, то они полностью разрушаются при избыточном давлении более 70 кПа, поэтому при избыточном давлении  Р_изб 116 кПа наблюдается полное их разрушение.

 

2. Расчет поражающего действия светового излучения

Величина светового  импульса (СИ) зависит от вида взрыва, состояния воздушной среды (прозрачности), мощности боеприпаса и расстояния от взрыва. Для наземного взрыва и видимости до 10 км (слабой дымке) величину СИ определяю по табл. 4.

1. Определение по варианту величины светового импульса на объекте (табл.4).

Данные для расчета: мощность взрыва=100 кт, расстояние объекта  от центра взрыва=1 км. По табл.4 расстояние 1 км находится в интервале от 0,8 км до 1,5 км. Необходимо определить, как  изменяется значение СИ на 0,1 км. Для  этого вначале определяю, чему равен этот интервал. Он равен 1,5 км-0,8 км = 0,7 км, что составляет 0,1х 7. Тогда получу изменение значения СИ на 0,1 км: (4200 кДж/м² – 1000 кДж/м² ):7 ≈ 457,1 кДж/м² . Если на расстоянии 0,8 км значение СИ равно 4200 кДж/м² (см. табл.4), то 1 км – это дальше чем 0,8 км, значит значение СИ будет меньше в данном случае на 2 х 457,1 кДж/м²,то есть на 914,2 кДж/м² , отсюда значение СИ на объекте равно 4200 кДж/м² -914,2 кДж/м² = 3285,8 кДж/м² .

2. Определение степени ожога у людей и животных, находящихся на открытой территории объекта (табл.5); Характеристика степени ожога у людей и первая доврачебная помощь при этом. Так как значение СИ равно 3285,8 кДж/м² , то степень ожога у людей – 4 (так как свыше 600 кДж/м²), степень ожога у животных – 4 (так как свыше 800 кДж/м²) .
3. При значении СИ, равном 3285,8 кДж/м², все материалы: ткань х/б темная; резиновые изделия; бумага, солома, стружка; доска сосновая; кровля мягкая (толь, рубероид), обивка сидений автомобиля будут устойчиво гореть (табл.6)
4. Характеристика пожаров.

Отдельные пожары возникают  при СИ от 100 до 800 кДж/м², сплошные от 801 до 2000, горение и тление в завалах – свыше 2000 кДж/м². При СИ, равном 3285,8 кДж/м² возникают пожары – горение и тление в завалах.

5. Продолжительность СИ (Т):

Т=q^1/3, с,

q- мощность боеприпаса, кт

       Т=100^1/3=³√100

3. Расчет поражающего действия проникающей радиации (ПР)

1. Определение значения  экспозиционной, поглощенной и эквивалентной  доз вне помещения на территории  объекта. 

(Д_э)   Экспозиционная доза определяет количество электричества на единицу массы;

(Д_п)   Поглощенная доза определяет количество энергии, поглощенной телом;

(Д_экв) Эквивалентная доза определяет дозу, полученной биологической тканью;

(Д_и )  Интегральная доза

Д_э= Д_п х 114 [Р]              Д_п= Д_э/114 [Гр]

 

Д_экв= Д_п х Кк [Зв]

 

Расчет Д_э по табл. 7:

Данные для расчета: мощность взрыва = 100 кт, расстояние объекта  от взрыва = 1 км. Расстояние 1 км находится близко к интервалу от 1,8 км до 1,5 км (табл.7). Необходимо определить, как изменяется Д_э на 0,1 км. Для этого вначале определяю, чему равен этот интервал: 1,8 км – 1,5 км = 0,3 км, что составляет 0,1 х 3. Тогда получу изменение Д_э на 0,1 км: (1000Р – 300Р):3 ≈ 233,3 Р. Если на расстоянии 1,5 км Д_э =1000 Р, то 1 км – это ближе, чем 1,5 км, значит значение Д_э будет больше в данном случае на 5 х 233,3 Р, то есть на 1166,5 Р, отсюда значение  Д_э на объекте равно

1000 Р + 1166,5 Р=2166,5 Р.

Расчет Д_п:

Д_п= Д_э/114 [Гр]

Д_п = 2166,5 Р/114 ≈19 Гр

Расчет Д_экв:

Д_экв= Д_п х К_к  [Зв],

К_к – коэффициент качества зависит от ионизирующего излучения: К_{к α лучей}=20, К_{к β лучей} = 2, К_{к γ лучей}=1.

Д_экв = 19 Гр х 1=19 Зв =  1900 бэр

2. Определение степени  поражения людей (степень лучевой  болезни) от ПР и ее характеристика.

Так как экспозиционная доза равна 2166, 5 Р, то степень лучевой болезни – 4, крайне тяжелая (более 600 Р). Характеристика поражения: резко уменьшается количество не только лейкоцитов и эритроцитов, но и тромбоцитов. Симптомы недомогания проявляются через несколько часов. Без лечения болезнь заканчивается смертью в течение 2 недель.

4. Расчет зон поражения и доз облучения на следе радиоактивного облака
1. Рис.2  Зоны радиоактивного загрязнения (заражения) (ЗРЗ)

Уровень радиации на внешней  границе ЗРЗ на 1 час после взрыва

ЗРЗ	Уровень радиации, Р/ч	Цвет линии на чертеже
А	8	Синий
Б	80	Зеленый
В	240	Коричневый
Г	800	Черный

Размеры ЗРЗ по направлению  ветра (L-длина, Ш - ширина)

Мощность взрыва, кт	Скорость ветра, км/ч	Размеры зон в км
		А		Б		В		Г
		L	Ш	L	Ш	L	Ш	L	Ш
100	50	150	14	60	6	35	4	17	2

 

2. Определение дозы (Д), полученной человеком, находившемуся 4 ч в здании объекта (t=4 ч).

уровня радиации любой  час (t) после взрыва Р_t = Р₁/ К_t

К_{t (4)} = 5,2 (по табл. 11)

Для определения дозы радиации (Д), полученной за время пребывания в ЗРЗ, используется формула:

        Р_ср х Т

Д = ---------- ,    [Р]

К_осл

 

• Т = 4 ч – время пребывания в ЗРЗ;
• К_осл = 5 ч – коэффициент защиты укрытия (ослабления радиации);
• Р_ср – средний уровень радиации, Р/ч,                          

      Р_н* + Р_к*

    Р_ср =-------------------, [  Р/ч]

            2

Р_н* , Р_к*  -соответственно уровень радиации в начале и в конце пребывания в ЗРЗ, Р/ч; (Р_н* = Р₀ ≈ Р₁ ,   Р_к* = Р_t )

 

1. Р₁ = 12500  кт (по табл. 12) В интервале от 2 до 3 км при скорости ветра 50 км/ч, 9350 – 7200=2150 Р на 1 ч изменился, поэтому при расстоянии 1 км = 9350 Р + 2150 Р=12500 Р /ч

2.  Р_t = 12500 Р /5,2 ≈ 2403,8 Р/ч

3. Р_к* = Р_t ≈ 2403,8 Р/ч

 

 

                Р_н* + Р_к*          12500 + 2403, 8

4.  Р_ср =-------------------=   --------------- ----- = 7451,9  [ Р/ч]

     2 2

 

5.               Р_ср х Т                      7451,9 х 4

 Д = ------------------ =  --------------------- = 5961, 52   [Р]

     К_осл                               5

 

 

 

 

Выводы по работе 1

 

1. Общая оценка поражающим факторам ЯВ.

 

• Поражающее действие ударной воздушной волны очень большое: избыточное давление равно 116 кПа. От этого действия полностью разрушается буквально все: само здание электроцеха, все оборудование – трансформаторы до 1 кВ, КЭС – ВЛ высокого напряжения. Поражающее действие светового импульса равно 3285,8 кДж/м² . Очень сильное действие СИ, поэтому это ведет к 4 степени ожога у людей и животных; при таком СИ люди и животные умирают от полученных ожогов. Проникающее действие тоже очень сильное: экспозиционная доза равна 2166, 5 Р/ч, степень лучевой болезни – 4, крайне тяжелая (более 600 Р). От такой радиации без соответствующего лечения люди умирают максимум через 2 недели. Так как расстояние объекта от центра взрыва невелика, то есть 1 км, то при этом ядерном взрыве (мощностью 100 кт) разрушается буквально все, очень сильное, если не смертельное поражение людей и животных.
• Мероприятия по повышению устойчивости объекта к данному взрыву: для защиты от ударной волны необходимы подземные сооружения – убежища, рассчитанные на сопротивление воздействию ударной волны. При отсутствии убежищ используются построенные укрытия, а также подземные выработки, шахты, естественные укрытия и рельеф местности. Устойчивость зданий и сооружений от ядерных взрывов достигается повышением их механической прочности и огнестойкости. Построенные здания и сооружения для повышения их прочности усиливаются металлическими стойками и балками. Такой способ применяют для усиления прочности подвалов, приспосабливаемых под убежища, а также нижних этажей зданий, над которыми установлено тяжелое и громоздкое оборудование. Здания и сооружения, в которых размещено дорогостоящее оборудование, усиливаются дополнительным устройством стен или сооружений, воспринимающих на себя давление ударной волны.