Прогнозування обстановки та планування заходів захисту у зонах радіоактивного, хімічного і біологічного зараження

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний  університет ім. М. Є. Жуковського 

«Харківський авіаційний інститут»

 

 

 

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою № 106

                                                                                              професор        В. М. Кобрін

 

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ

 

з нормативної дисципліни «Цивільний захист».

 

Тема 3.1.4. «Прогнозування обстановки та планування заходів захисту  у зонах радіоактивного, хімічного  і біологічного зараження»

 

Час: 90 хвилин

Місце: аудіторія

 

Навчальна мета: сформувати уміння здійснювати виявлення та оцінку радіаційної і хімічної обстановки на території досліджуваного об’єкта господарювання (адміністративно територіальної одиниці) у разі виникнення ймовірних для нього (неї) надзвичайних ситуацій, спричинених аваріями з викидом радіоактивних і небезпечних хімічних речовин, та розробляти заходи захисту у зонах радіоактивного і хімічного забруднення.

Навчальні питання  та розподіл часу:

.

Вступ                                                                                                                     5 хв.

1. Виявлення та оцінка очікуваної хімічної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта господарювання у результаті аварії з викидом небезпечної хімічної речовини – 40 хв.
2. Виявлення та оцінка очікуваної радіаційної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта господарювання у результаті аварії на АЕС з викидом радіоактивних речовин – 40хв.

Висновок та відповіді  на запитання студентів    5 хв.

 

Наочно-навчальні посібники:

1. Наочно-навчальний стенд  «Прогнозування екологічних і  соціально-економічних наслідків  ймовірних надзвичайних ситуацій».

Навчальна література:

3. Цивільний захист: навч. посібник / В.М. Кобрін, С.О. Вамболь,              В.Л. Клеєвська, Л.Б. Яковлєв. – Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М.Є. Жуковського «Харк.авіац.ін-т». – 2007. – 96 с.

 

 

 

Вступ

Завчасне виявлення  та оцінка очікуваної радіаційної (або  хімічної) обстановки, що можуть виникнути  на території досліджуваного об’єкта господарювання у результаті аварії на АЕС (або на хімічно небезпечному об’єкті) забезпечує інформаційну підтримку своєчасої розробки і впровадження ефективних заходів щодо мінімізації негативних наслідків таких ймовірних надзвичайних ситуацій, а також заходів з їх ефективного ліквідування. Тому формування у майбутніх спеціалістів умінь з прогнозування можливих екологічних і соціально-економічних наслідків таких надзвичайних ситуацій є дуже актуальним.

1. Виявлення та оцінка очікуваної хімічної обстановки, що може виникнути на території досліджуваного об’єкта у результаті аварії на Павлівському хімічному заводі з викидом хлору

Робота виконується  з використанням стандартного бланка «Картка очікуваної (інженерної, пожежної, радіаційної чи хімічної) обстановки, що може виникнути на території (назва досліджуваного об’єкта) у результаті (назва та місце виникнення події, що призведе до НС; основні класифікаційні ознаки цієї НС)» у такій послідовності:

• попереднє оформлення бланка;

• визначення та відображення назви первинного уражального чинника;

• визначення та відображення місця розташування і основних характеристик  джерела цього уражального чинника;

• визначення та відображення форми, геометричних розмірів і просторового розташування зовнішніх меж зони можливого ураження;

• визначення та відображення можливої величини втрати основних фондів (ОФ);

• визначення та відображення можливої величини загальних (М_заг,,чол) і санітарних (М_сан,чол_.) втрат виробничого персоналу (населення);

• визначення та відображення можливої величини збитків (Зб) від НС;

• визначення та відображення можливого рівня надзвичайної ситуації;

• визначення та відображення переліку невідкладних робіт у зоні НС з позначенням об’ємів кожної з цих робіт.

При цьому відображення результатів вказаних операцій здійснюється з використанням тактичних знаків (відповідної форми і розмірів синього і жовтого кольорів) і пояснювальних написів (які виконують чорним кольором креслярським шрифтом).

Попереднє оформлення бланка передбачає дописування у відповідні «пробіли» заголовку бланка (див. рис. 1) пояснювальних написів: «хімічної»; «Павлівського авіаційного заводу»; «аварії на Павлівському хімічному заводі з

викидом НХР – 10301 (хлор – Q_0, т), R_{НС гран.конкр} ≥ 10^-6 за рік». Крім того у рамку «Виконав» слід дописати прізвище, ініціали, номер групи, особистий підпис та дату виконання документа.

Визначення  та відображення назви первинного уражального  чинника. Первинним уражальним чинником (що створює хімічну обстановку) є хімічне забруднення. Тому на вільній від інших зображень ділянці Плану місцевості «Картки …» слід дописати пояснювальний напис у вигляді: «первинний уражальний чинник – хімічне забруднення».

 

 

 

 

 

Визначення  і відображення місця розташування та основних характеристик джерела уражального чинника. Джерелом уражального чинника є запаси хлору – Q₀, т, що містяться у технологічній системі (розташованій на західній частині території ПХЗ), аварійна розгерметизація якої може спричинити виникнення НСТХ – 10301. Тому місце розташування цього джерела рекомендується відобразити (на західній частині території ПХЗ) з використанням тактичного знака «хімічна аварія» у вигляді кола діаметром п’ять міліметрів синього кольору, внутрішнє поле якого заштриховане паралельними прямими, що взаємно перетинаються, жовтого кольору. Поряд з цим тактичним знаком виконують пояснювальний напис у вигляді дробу (у чисельнику якого записують назву

небезпечної хімічної речовини («хлор») та її масу («Q₀, т»), а у знаменнику – астрономічний час («Ч») і дату («Д») можливого виникнення НСТХ): « ».

Визначення  та відображення зони можливого ураження НСТХ – 10301. Зону можливого ураження (ЗМУ) НТСХ, спричиненої аварією з викидом НХР рекомендується прогнозувати у вигляді сектора, вісь симетрії якого співпадає з напрямком пануючих вітрів. Згідно з «Характеристикою досліджуваного об’єкта» пануючі вітри на території Павлівської області «північні» і мають швидкість –       V_пан = 7 м/с. Тому (відповідно до вимог ЄСКД) необхідно з центра тактичного знака «хімічна аварія» провести (у напрямку з півночі на південь) штрих-пунктирну пряму вісі симетрії сектора ЗМУ. В свою чергу величина кута при вершині вказаного сектора (ψ) залежить від величини V_пан, м/с (при V_пан < 0,5 м/с - ψ = 360°; при        V_пан = (0,5…1,0) м/с - ψ = 180°; при V_пан = (1,1…2,0) м/с - ψ = 90°; при V_пан > 2 м/с - ψ = 45°). Тому для відображення бокових сторін сектора ЗМУ з центра тактичного знака «хімічна аварія» слід провісти промені під кутами (ψ/2 = 22,5°) (-ψ/2 = -22,5°) відносно напрямку вісі сектора ЗМУ. Для завершення побудови сектора ЗМУ необхідно між вказаними променями провести дугу з радіусом Г, км (де Г – сумарна глибина розповсюдження забрудненого НХР повітря, км).

Сучасна методика визначення можливої величини Г, км, передбачає виконання таких операцій:

• визначення величин  еквівалентної кількості НХР, що утворюють первинну (Q_е1, т) і вторинну (Q_е2, т) хмари повітря, забрудненого НХР (первинна хмара утворюється на протязі 1…3 хв. з моменту розгерметизації системи з пари НХР, що міститься у цій системі, а вторинна хмара утворюється на протязі всього часу випаровування рідкої НХР, яка виливається з розгерметизованої системи у піддон або на підстеляючу поверхню. Отже, якщо у аварійній системі містяться стиснуті гази, то утворюється тільки первинна хмара);

• визначення глибин розповсюдження первинної (Г₁, км) і вторинної (Г₂, км) хмар забрудненого НХР повітря;

• визначення сумарної глибини (Г, км) розповсюдження забрудненого НХР  повітря.

Величини Q_е1, т і Q_е2, т, рекомендується визначати з використанням співвідношень:

Q_е1 = К₁К₃К₅К₇Q₀,        (1)

Q_е2 = (1-К₁)К₂К₃К₄К₅К₆К₇Q₀ / h ρ,     (2)

 

 

Таблиця 1

Характеристики  НХР і допоміжні коефіцієнти  для визначення глибини зон забруднення

 

№ п/п	Назви НХР	Густина НХР		Темпе- ратура кипін-ня НХР, °С	Поро- гова токсо-доза, мг * хв л	ГДКрз, мг/м3	Значення  допоміжних коефіцієнтів
							K1	K2	K3	К7 для температури повітря
		Газ	Ріди на							-40°С	-20°С	0°C	20°С	40°С
1	Аміак (під  тиском)	0,0008	0,681	-33,42	15	6,25	0,18	0,025	0,040	0/0,9	0,3/1	0,6/1	1/1	1,4/1
2	Аміак (ізотермічне  збереження)	—	0,681	-33,42	15	6,25	0,01	0,025	0,040	0/0,9	1/1	1/1	1/1	1/1
3	Ацетон	—	0,726	-48	12	5,85	0,2	0,06	0,5	1,2/0,99	0,5/1	1/1	1/1	1/1
4	Водень миш'яковистий	0,035	1,64	-62,47	0,2	0,17	0,17	0,054	0,857	0,3/1	0,5/1	0,8/1	1/1	1,2/1
5	Водень бромистий	0,036	1,49	-66,77	2,4	1,99	0,13	0,055	6,00	0,2/1	0,5/1	0,8/1	1/1	1,2/1
6	Метил хлористий	0,0023	0,983	-23,76	10,8	9	0,125	0,044	0,056	0/0,5	0,1/1	0,6/1	1/1	1,5/1
7	Сірководень	0,0015	0,964	-60,35	16,1	6,7	0,27	0,042	0,036	0,3/1	0,5/1	0,8/1	1/1	1,2/1
8	Сірковуглець	—	1,263	46,2	45	18,7	0	0,021	0,013	-/0,1	-/0,2	-/0,4	-/1	-/2,1
9	Соляна кислота (концентр.)	—	1,198	52,0	2	8,33	0	0,021	0,3	-/0	-/0,1	-/0,3	-/1	-/1,6
10	Фосген	0,0015	1,432	8,2	0,6	0,25	0,05	0,061	1,0	0/0,1	0/0,3	0/0,7	1/1	2,7/1
11	Фтор	0,0017	1,512	-188,2	0,2	0,17	0,96	0,038	3,0	0,7/1	0,8/1	0,9/1	1/1	1,4/1
12	Хлор	0,0032	1,553	-34,1	0,6	0,25	0,18	0,052	1,0	0/0,9	0,3/1	0,6/1	1/1	1,4/1
13	Хлорціан	0,0021	1,22	12,6	0,75	0,32	0,04	0,048	0,8	0/0	0/0	0/0,6	1/1	3,9/1

 

Таблиця 2

Значення  коефіцієнта K₄ залежно від Vпан, м/с

 

Vпан, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
K4	1,0	1,23	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	4,34	4,67	5,01	5,34	5,68

 

 

 

де К₁ – коефіцієнт, величина якого залежить від умов зберігання НХР (визначають за даними табл. 1); К₂ – коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей НХР (табл. 1); К₃ – коефіцієнт, який дорівнює відношенню порогової токсодози хлору до порогової токсодози конкретної НХР (табл. 1); К₄ – коефіцієнт, який залежить від швидкості вітру у приземному шарі атмосфери (табл. 4); К₅ – коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної сталості атмосфери (який визначають за даними табл. 3): при інверсії К₅ = 1, при ізотермії К₅ = 0,23, при конвекції К₅ = 0,08; К₆ – коефіцієнт, який залежить від часу, що пройшов з моменту

аварії до початку  забруднення території досліджуваного об’єкта – Т_поч = Д/V_{хм НХР} (де Д – відстань від місця аварії до досліджуваного об’єкта, км; V_{хм НХР} – швидкість руху хмари забрудненого повітря, км/год (табл. 4). При Т_поч ≤ 1 год - К₆ = 1); К₇ – коефіцієнт, який враховує вплив температури оточуючого повітря (табл. 1. При цьому у співвідношенні (1) ставлять значення К₇, вказані у чисельнику, а у співвідношення (2) – значення, вказані у знаменнику).

За визначеними таким способом значеннями величин Q_е1, т і Q_е2, т, з використанням даних таблиці 5 слід визначити значення величин глибини розповсюдження первинної хмари (Г₁, км) і глибини розповсюдження вторинної хмари (Г₂, км).

Повну глибину зони можливого хімічного забруднення НХР – Г, км (що зумовлена впливом первинної і вторинної хмари) визначають з використанням співвідношення:

Г = Г' + 0,5Г'',         (3)

де Г' – найбільша  з величин Г₁ чи Г₂, км, Г'' – найменша з величин Г₁ чи Г₂, км.

Т а б л и ц я 3

Ступені вертикальної сталості атмосфери

Vпан, м/с	День			Ніч
	Хмарність			хмарність
	відсутня	середня	суцільна	відсутня	середня або суцільна
1	конвекція	конвекція	ізотермія	інверсія	ізотермія
2	конвекція	конвекція	ізотермія	інверсія	ізотермія
3	конвекція	ізотермія	ізотермія	інверсія	ізотермія
4	конвекція	ізотермія	ізотермія	інверсія	ізотермія
5	ізотермія	ізотермія	ізотермія	ізотермія	ізотермія
6 і більше	ізотермія	ізотермія	ізотермія	ізотермія	ізотермія

 

Т а б л и ц я 4

Швидкість руху переднього фронту хмари повітря, забрудненого НХР - V_{хм НХР}.

Vпан, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Vхм НХР, км/год	Інверсія
	5	10	16	21	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
	Ізотермія
	6	12	18	24	29	35	41	47	53	59	65	71	77	82	88
	Конвекція
	7	14	21	28	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–