Расчёт противорадиационного укрытия на предприятии АПК

2





Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГУ ВПО

Тюменская государственная сельскохозяйственная академия

Механико-технологический институт

Кафедра: "Безопасности жизнедеятельности"















Расчетно-графическая работа

на тему:

"Расчёт противорадиационного укрытия на предприятии АПК"









Выполнил: студент гр.

Проверил:













Тюмень, 2009


Содержание



Введение

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Задача 5

1. Расчёт коэффициента защищённости противорадиационного укрытия

2. Дополнительные расчёты коэффициента защищённости противорадиационного укрытия

Литература


Введение



Защита населения от современных средств поражения - главная задача гражданской обороны.

Укрытие в защитных сооружениях обеспечивает различную степень защиты от поражающих факторов ядерного, химического и биологического оружия, а также от вторичных поражающих факторов при ядерных взрывах и применении обычных средств поражения (от разлетающихся с большой силой и скоростью обломков и осколков конструкций сооружений, комьев грунта и т.д.). Этот способ, обеспечивая надежную защиту, вместе с тем практически исключает в период укрытия производственную деятельность. Применяется при непосредственной угрозе применения ОМП и при внезапном нападении противника.

Противорадиационные укрытия (ПРУ). Они обеспечивают защиту укрываемых от воздействия ионизирующих излучений и радиоактивной пыли, отравляющих веществ, биологических средств в капельно-жидком виде и от светового излучения ядерного взрыва. При соответствующей прочности конструкций ПРУ могут частично защищать людей от воздействия ударной волны и обломков разрушающихся зданий. ПРУ должны обеспечивать возможность непрерывного пребывания в них людей в течение не менее двух суток.

Защитные свойства ПРУ от радиоактивных излучений оцениваются коэффициентом защиты (Кз) или коэффициентом ослабления (Косл), который показывает, во сколько раз укрытие ослабляет действие радиации, а следовательно, и дозу облучения.


Задача 1



Рассчитать границы очага ядерного поражения радиусы зон разрушения после воздушного ядерного взрыва мощностью боеприпаса 150 кТ. Построить график и сделать вывод. 



Дано:

Q1=150 кТ

Q2=100 кТ

R2п=1,7 км

R2с=2,6 км

R2ср=3,8 км

R2сл=6,5 км

Решение:

; Rп=; Rc=; Rср=; Rсл=.

Ответ: Rп=1,8 км; Rс=2,8 км; Rср=4,2 км; Rсл=7,2 км. 

Rп, Rс, Rср, Rсл - ? 





Вывод: после воздушного ядерного взрыва мощностью 150 кТ, зона поражения составила 14,4 км. Радиусы зон разрушения следующие: Rп = 1,8 км; Rс. = 2,8 км; Rср = 4,2 км; Rсл = 7,2 км.



Задача 2



Рассчитать границы очага ядерного поражения и радиусы зон разрушения при наземном ядерном взрыве мощностью боеприпаса 150 кТ. Построить график и сделать вывод. 



Дано:

Q1=150 кТ

Q2=100 кТ

R2п=1,9 км

R2с=2,5 км

R2ср=3,2 км

R2сл=5,3 км

Решение:

; Rп=; Rc=; Rср=; Rсл=.

Ответ: Rп=2,1 км; Rс=2,8 км; Rср=3,5 км; Rсл=5,9 км. 

Rп, Rс, Rср, Rсл - ? 





Вывод: при наземном ядерном взрыве зона полных разрушений больше чем при воздушном ядерном взрыве на 0,6 км. А общая зона поражения меньше на 2,6 км.



Задача 3



Рассчитать величину спада уровня радиации через 2, 6, 12, 24, 48 часов после аварии на АЭС и после ядерного взрыва, если начальный уровень радиации через 1 час составит Р0=150 Р/ч. Построить график и сделать вывод. 



Дано:

Р0=150 Р/ч

t=2, 6, 12, 24, 48 ч

Решение:

Рt=, степень 1,2 применяется при расчетах спадов уровня радиации после ядерного взрыва, 0,5 - после аварии на АЭС.

После аварии на АЭС

Рt2=; Рt6=; Рt12=; Рt24=; Рt48=

После ядерного взрыва:

Рt2=; Рt6=; Рt12=; Рt24=; Рt48=;

Ответ:

1) Рt2=106,38 Р/ч; Рt6=61,47 Р/ч; Рt12=43,35 Р/ч; Рt24=30,67 Р/ч; Рt48=21,67 Р/ч;

2) Рt2=65,50 Р/ч; Рt6=17,48 Р/ч; Рt12=7,60 Р/ч; Рt24=3,63 Р/ч; Рt48=1,44 Р/ч. 

Рt - ? 





Вывод: спад уровня радиации при ядерном взрыве происходит быстрее чем при аварии на АЭС.



Задача 4



Рассчитать эквивалентную дозу облучения, полученную людьми, находящимися на зараженной радиационными веществами местности в течение 6 часов. Если начальный уровень радиации через 1 час после аварии на АЭС составил Р0=150 мР/. 



Дано:

Р0=150 мР/ч

t=6 ч

α=25%

β=25%

γ=25%

η=25%

Решение:

; ;

; Dэкс=0,877 · Dпогл;

 Рад;

Dэкв = Q∆·Dпогл.

Q - коэффициент качества или относительный биологический эквивалент, показывает во сколько раз данный вид излучения превосходит рентгеновское по биологическому воздействию при одинаковой величине поглощенной дозы, для α - излучения Q=20, β и γ - излучения Q=1, η - излучения Q=5-10.

Dэкв = 20 · 723,38 · 0,25 + 1 · 723.38∙0,25+1∙723,38∙0,25+ +5∙723,38 ∙0,25=4882,8 мБэр = 0,0048 Зв.

Ответ: Dэкв =0,0048 Зв. 

Dэкв - ? 





Вывод: Люди, находящиеся на зараженной радиацией территории после аварии на АЭС в течение 6 часов получат эквивалентную дозу 0,0048 Зв. Данная доза не представляет опасность для возникновения лучевой болезни.


Задача 5



Рассчитать эквивалентную дозу облучения, полученную людьми, находящимися на зараженной радиационными веществами местности в течение 6 часов. Если начальный уровень радиации через 1 час после ядерного взрыва составил Р0=150 мР/. 



Дано:

Р0=150 мР/ч

t=6 ч

α=25%

β=25%

γ=25%

η=25%

Решение:

; ;

; Dэкс=0,877 · Dпогл;

 Рад;

Dэкв = Q∆·Dпогл.

Dэкв = 20 · 572,90 · 0,25 + 1 · 572,90 ∙ 0,25+1 ∙ 572,90 ∙ 0,25+

 +5 ∙ 572,90 ∙ 0,25=3867,07 мБэр = 0,0038 Зв.

Ответ: Dэкв =0,0038 Зв. 

Dэкв - ? 





Вывод: Люди, находящиеся на зараженной радиацией территории после ядерного взрыва в течение 6 часов получат эквивалентную дозу 0,0038 Зв. Данная доза не представляет опасность для возникновения лучевой болезни.

Исходные данные для расчёта противорадиационной защиты.

1. Место нахождения ПРУ - в одноэтажном здании;

2. Материал стен - Ко (из каменных материалов и кирпич);

3. Толщина стен по сечениям:

А - А - 25 см;

Б - Б - 12 см;

В - В - 12 см;

Г - Г - 25 см;

1 - 1 - 25 см;

2 - 2 - 12 см;

3 - 3 - 25 см.

4. Перекрытие: тяжёлый бетон, дощатый по лагам толщиной 10 см, вес конструкции - 240 кгс/м2;

5. Расположение низа оконных проёмов 2,0 м;

6. Площадь оконных и дверных проёмов против углов (м2)

α1 = 8/2,α2 = 15/4/2,α3 = 7,α4 = 6;

7. Высота помещения 2,9 м;

8. Размер помещения 4×6м;

9. Размер здания 12×20 м;

10. Ширина заражённого участка, примыкающего к зданию 20 м.


1. Расчёт коэффициента защищённости противорадиационного укрытия



Предварительные расчёты таблица №1. 

Сечение здания

Вес 1 м2 конструкции

Кгс/м2







1-Lст стен

Приведённый вес Gпр кгс/м2

Суммарный вес против углов Gα, Кгс/м2 

А - А

Б - Б

В - В

Г - Г

1 - 1

2 - 2;

3 - 3

450

216

216

450

450

216

450

0,134

0,258

0,068

0,034

0,020

0,221

0,057

0,866

0,742

0,932

0,966

0,861

0,781

0,943

389,7

160,2

201,3

434,7

360,00

168,4

424,3

Gα4 = 389,7

Gα2 = 796,28

Gα3 = 360,00

Gα1 = 592,83



1. Материал стен - Ко (из каменных материалов и кирпича).

2. Толщина стен по сечению (см):

А - А - 25;

Б - Б - 12;

В - В - 12;

Г - Г - 25;

1 - 1 - 25;

2 - 2 -12;

3 - 3 - 25.

3. Определяем вес 1 м2 конструкций для сечений (кгс/м2). Таблица №1.

А - А - 450;

Б - Б - 216;

В - В - 216;

Г - Г - 450;

1 - 1 - 450;

2 - 2 - 216;

3 - 3 - 450.

4. Площадь оконных и дверных проёмов против углов (м2).

α1 = 8/2;

α2 = 15/4/2;

α3 = 7;

α4 = 6.

5. Высота помещения 2,9 м2.

6. Размер здания 12×20 м.

Площадь стен:



S1=2,9*·12=34,8 м2 - внутренней;

S2=2,9* 20=58 м2 - внешний.

Gα1= 3 - 3 +2 - 2

Gα2 = Г-Г + В-В + Б-Б

Gα3 = 1 - 1

Gα4 = А-А



7. Определим коэффициент проёмности.



;

А – А, ;

Б – Б, 

В – В , 

Г – Г, 

1 – 1, 

2 – 2 ,

3 – 3, 



8. Определяем суммарный вес против углов Gα.



Gα1= 168,4 + 424,3 = 592,8;

Gα2= 160,2 + 201,3 + 434,7 = 796,2;

Gα3= 360;

Gα4= 389,7;



9. Определяем коэффициент защищённости укрытия.

Коэффициент защиты Кз для помещений в одноэтажных зданиях определяется по формуле:







Где К1 - коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающий через наружные и внутренние стены принимаемый по формуле:

10. Определяем коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены.







11. Размер помещения (м×м).4х6

α1= α3 = 67,4

α2= α4 =112,6

12. Находим кратность ослабления степени первичного излучения в зависимости от суммарного веса окружающих конструкций по таблице 28.



Кст1 = 592,83 = 550 + 42,83 = 45 + (42,83· 0,4) = 62,13

550 - 45 ∆1 = 600 - 550=50

600 - 65 ∆2 = 65 - 45=20

∆2/∆1 = 20/50=0,4

Кст2 = 796,28 = 700 + 96,28= 120 + (96,28 · 1,3) = 245,16

700 - 120 ∆1 = 800 - 700 = 100

800 - 250 ∆2 = 250 - 120 = 130

∆2/∆1 = 130/100 = 1,3

Кст3 = 360 = 350 + 10 = 12 + (10 · 0,08) = 12,08

350 - 12 ∆1 = 400 - 350 =50

400 - 16 ∆2 = 16 - 12 = 4

∆2/∆1 = 4/50 = 0,08

Кст4 = 389,7 = 350 + 39,7 = 12 + (39,7 · 0,08) = 12,31

350 - 12 ∆1 = 400 - 350 =50

400 - 16 ∆2 = 16 - 12 = 4

∆2/∆1 = 4/50 = 0,08



13. Определяем коэффициент стены.

Кст - кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного веса ограждающих конструкций.









14. Определяем коэффициент перекрытия.

Кпер - кратность ослабления первичного излучения перекрытием.



10 см бетон - 240 кгс/м 2 = 4,28

Кпер = 240= 200 + 40= 3,4 + (40 · 0,022) = 4,28

200 - 3,4 ∆1 = 250- 200 = 50

250 - 4,5 ∆2 = 4,5 - 3,4 = 1,1

∆2/∆1 = 1,1/50 = 0,022



15. Находим коэффициент V1, зависящий от высоты и ширины помещения, принимается по таблице №29.



V (3) = 2,9= 2+ 0,9= 0,06 - (0,9 · 0,02) = 0,042

2 - 0,06 ∆1 = 3- 2 = 1

3 - 0,04 ∆2 = 0,04- 0,06 = - 0,02

∆2/∆1 = - 0,02/1 = - 0,02

V (6) = 2,9= 2+ 0,9= 0,16 - (0,9 · 0,07) = 0,097

2 - 0,16 ∆1 = 3- 2 = 1

3 - 0,09 ∆2 = 0,09- 0,16 = - 0,07

∆2/∆1 = - 0,07/1 = - 0,07

V (4) = 4= 3+ 1= 0,042 + (1 · 0,018) = 0,06

3 - 0,042 ∆1 = 6- 3 = 3

6 - 0,097 ∆2 = 0,097- 0,042 =0,055

∆2/∆1 = 0,055/3 = 0,018

V (4) = V1 = 0,06



16. Находим коэффициент, учитывающий проникание в помещение вторичного излучения.



К0= 0,09a = 0,09 · 1,5 = 0,135



Sa = 8+ 15 + 7 + 6 = 36 м2

Sп = 4 · 6 = 24 м2

а = 36/24 = 1,5



17. Определяем коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в районе застройки Км, от экранизирующего действия соседних строений, определяется по таблице №30.

Км = 0,65

18. Определяем коэффициент, зависящий от ширины здания и принимаемый по таблице №29.

Кш = 0,24

19. Определяем коэффициент защищённости укрытия.







Вывод: Коэффициент защищённости равен Кз=6,99, это меньше 50, следовательно здание не соответствует нормированным требованиям и не может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия.

С целью повышения защитных свойств здания необходимо провести следующие мероприятия 2,56 СНИПА:

1. Укладка мешков с песком у наружных стен здания;

2. Уменьшение площади оконных проёмов;

3. Укладка дополнительного слоя грунта на перекрытие.


2. Дополнительные расчёты коэффициента защищённости противорадиационного укрытия



Предварительные расчёты таблица №2

Сечение здания

Вес 1 м2 конструкции

Кгс/м2





1 - αт стен

Приве-дённый

вес Gпр кгс/м2

Суммарный 

вес против 

углов Gα, Кгс/м2 

А - А

Г - Г

1 - 1

3 - 3

1550

1550

1550

1550

0,067

0,017

0,014

0,028

0,93

0,98

0,99

0,97

1446

1523

1534

1505

Gα1 = 1673

Gα2 = 1884

Gα3 = 1534

Gα4 = 1446



1. Ширина менее 50 см = 0,5 м.

2. Объём массы песка 2000 - 2200 кгс/м2.

3. Определяем вес 1 м2.



2200 · 0,5=1100 кгс/м2.



4. Уменьшаем площадь оконных проёмов на 50%.

5. Определяем суммарный вес против углов Gα.



Gα1= 168,42 +1505 = 1673;

Gα2= 160,27 + 201,31 + 1523 = 1884;

Gα3= 1534; Gα4= 1446;



6. Определяем коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены.







7. Укладываем слой грунта на перекрытие 30 см = 0,3 м.

8. Объём массы грунта



1800 кгс/м2;

1800 · 0,3 = 540 кгс/м2.



Определяем вес 1 м2 перекрытия грунта:



540+240=780 кгс/м2,9. Определяем коэффициент перекрытия.

Кпер = 780= 700 + 80= 70 + (80 · 0,5) = 110

700 - 70 ∆1 = 800 - 700= 100

800 - 120 ∆2 = 120-70 = 50

∆2/∆1 = 50/100 = 0,5

Кпер = 110

V1 = 0,06

К0 = 0,09 · а

α = 1,5/2= 0,75

К0 = 0,09 · 0,75 = 0,067

Км = 0,65

Кш = 0,24



10. Определяем коэффициент стены.



Кст =1446 = 1300 + 146 = 8000 + (146 · 10) = 9460

1300 - 8000 ∆1 = 1500 - 1300 = 200

1500 - 10000 ∆2 = 10000 - 8000 = 2000

∆2/∆1 = 2000/200 = 10



11. Определяем коэффициент защищённости укрытия.







Вывод: Коэффициент защищённости равен Кз=168,3, это больше 50, соответственно здание соответствует нормированным требованиям и может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия.


Литература



1. СНИП Строительные нормы и правила 11 - 11, 77 г, Защитные сооружения гражданской обороны.

2. В.Ю. Микрюков Безопасность жизнедеятельности, высшее образование 2006 г.