Файл: ЧС и радбез. Курс лекций 2014.pdf

1

2

3

5

4

6

7

Рис. 21. Торцовый альфа-счетчик:

1 – выводной контакт положительного электрода; 2 – стеклянный баллон; 3 – положительный электрод; 4 – выводной контакт отрицательного электрода; 5 – отрицательный электрод; 6 – стеклянный шарик;

7 – входное окно (слюда)

По центральной оси баллона укреплена стальная или вольфрамовая нить, являющаяся электродом. От обоих электродов сделаны выводы к наружным контактам. На конце положительного электрода имеется стеклянный шарик, благодаря которому устраняются ложные разряды. Входное окно закрыто тонкой слюдяной пленкой (2–10 мг/см2). Внутреннее давление в торцевых счетчиках близко к атмосферному.

Альфа-частицы, проникая через входное окно и распространяясь вдоль оси счетчика, создают на своем пути колонну ионов большой плотности. Поскольку эта колонна оказывается перпендикулярной к силам электрического поля, то ионы разных знаков быстро расходятся друг от друга, этим уменьшается вероятность их рекомбинации.

Для регистрации нейтронных излучений используются счетчики, наполненные борсодержащими газами (BF3) или водородом, или электродами, покрытыми твердым бором или водосодержащими веществами. Такие счетчики работают при напряжениях около 1400 В, имеют плато шириной 200–250 В.

Сцинтилляционный счетчик состоит из люминесцирующего кристалла, оптически соединенного с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). ФЭУ позволяет преобразовать слабые световые вспышки люминесцирующих веществ (люминофоров) в достаточно большие электрические импульсы, которые регистрируются электронной аппаратурой.

Достоинство этого метода – высокая временная разрешающая способность: порядка 10–7–10–8 с.

ФЭУ совмещает свойства фотоэлемента и усилителя тока с большим коэффициентом усиления и состоит из катода, анода, динодов (эмиттеров), накоторыхпроисходитвторичнаяэмиссияэлектронов(рис. 22).

110

Поток

Рис. 22. Сцинтилляционный счетчик:

1 – люминесцирующее вещество; 2 – катод; 3 – фокусирующий электрод; 4–7 – эмиттеры (диноды); 8 – анод

Весь сцинтилляционный счетчик (сцинтиллятор и ФЭУ) заключен в светонепроницаемый кожух для исключения попадания постороннего света на фотокатод и диноды (эмиттеры) ФЭУ.

ФЭУ защищен от внешних электрических и магнитных полей, которые нарушают фокусировку электронов. Вся система ФЭУ размещена в стеклянном баллоне с высоким вакуумом, необходимым для сохранения поверхностей фотослоя и динодов, а также свободного движения электронов.

В сцинтилляционном счетчике фотоэлектронный усилитель работает в импульсном режиме.

Световые импульсы, возникающие в сцинтилляторе под действием ионизирующих излучений, из фотокатода за счет фотоэффекта выбивают электроны, которые собираются электрическим полем и направляются на первый эмиттер (динод), ускоряясь до энергии, достаточной для выбивания вторичных электронов из следующего эмиттера.

Умножение числа электронов происходит при попадании потока первичных электронов на эмиттер. Выбитые электроны фокусируются на последующий динод, из которого они вновь выбивают примерно удвоенное количество электронов, и т. д. Таким образом, лавина электронов возрастает от катода к аноду, происходит преобразование очень слабых световых вспышек, возникающих в сцинтилляторе, в регистрируемые электрические импульсы. Общий коэффициент усиления ФЭУ составляет 105–106 раз. Сцинтилляционные счетчики обладают более высокой эффективностью счета (до 100%) и разрешающей способностью по сравнению с газоразрядными.

111

?1. Перечислите источники радиационного фона окружающей среды.

2.Назовите компоненты естественного радиационного фона и дозу, получаемую населением от космических излучений.

3.Какие компоненты составляют технологически измененный естественный радиационный фон?

4.Перечислите источники искусственного радиационного фона и объясните его значение при облучении населения Беларуси.

5.Перечислите методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений.

6.Назовите детекторы ионизирующих излучений и их характеристики.

112

Лекция 7. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ, ОЦЕНКА

ИПРЕДУПРЕЖДЕНИЕЧРЕЗВЫЧАЙНЫХСИТУАЦИЙ

7.1.Система мониторинга и прогнозирование чрезвычайных си-

туаций.

7.2.Анализ и оценка риска возникновения чрезвычайных ситуаций.

7.1. Система мониторинга и прогнозирование чрезвычайных ситуаций

Обеспечение жизнедеятельности населения требует создания обширного комплекса мер и средств, в ряду которых особое место занимают системы безопасности (защищенности от опасностей техногенного, природного, криминогенного и иного характера) людей, объектов производства, энергетики, транспорта, жилых, общественных и административных зданий, прочих сооружений и техники, природной среды.

Все созданные человеком объекты, на которые направлены какиелибо угрозы, с точки зрения безопасности можно характеризовать по двум аспектам:

•с одной стороны, эти объекты (без специальных мер защиты) являются потенциально уязвимыми, т. е. будут поражаться при возникновении опасных для них ситуаций;

•с другой стороны, многие промышленные объекты гражданского и военного назначения являются также потенциально опасными, поскольку при возникновении на этих объектах аварий, пожаров, взрывов и других опасных ситуаций порождается угроза для окружающих сооружений, населения и природной среды.

Наиболее характерными для населения крупных городов являются следующие группы опасностей: социальные, политические, комму- нально-бытовые, природные, техногенные, экологические, криминальные, террористические, военные. Они носят комплексный взаимосвязанный характер и в большинстве своем имеют трансграничные масштабы.

Обеспечение безопасности населения в ЧС представляет собой комплекс организационных инженерно-технических мероприятий и средств, направленных на сохранение жизни и здоровья человека во всех сферах его деятельности.

113

Основные направления в решении задач обеспечения безопасности населения следующие:

1)прогнозирование и оценка возможных последствий ЧС;

2)планирование мероприятий по предотвращению или уменьшению вероятности возникновения ЧС, а также сокращению масштабов их последствий;

3)обеспечение устойчивости работы объектов в ЧС;

4)ликвидация последствий ЧС.

Проблемы оценки безопасности жизни человека и биосферы (в частности, организационно-технические и социально-экономические аспекты безопасности жизнедеятельности) многогранны, и вопрос о возможности создания какого-либо условно обобщенного показателя вреда, причиняемого здоровью людей действием различных факторов, является весьма актуальным.

Прогнозирование ЧС – метод ориентировочного выявления и оценки обстановки, складывающейся в результате стихийных бедствий, аварий и катастроф.

Прогнозирование направлено на предупреждение ЧС и представляет собой комплекс мероприятий, проводимых заблаговременно и направленных на максимально возможное уменьшение риска ЧС, а также на сохранение здоровья людей, снижение вреда окружающей среде и материальных потерь в случае их возникновения.

В задачу прогнозирования в области защиты населения входит также ориентировочное определение времени возникновения ЧС (краткосрочный прогноз), по которому принимаются определенные решения по обеспечению безопасности населения во всех сферах его деятельности. Прогнозирование обстановки, связанной с возникновением ЧС, осуществляется математическими методами.

Методы оценки и прогнозирования последствий ЧС по времени проведения делятся на две группы:

•методы, основанные на априорных (предполагаемых) оценках, полученных с помощью теоретических моделей и аналогий;

•методы, основанные на апостериорных оценках (оценки последствий уже произошедших ЧС).

По используемой исходной информации методы прогнозирования последствий делят:

•на экспериментальные, основанные на обработке данных произошедших ЧС;

114

•расчетно-экспериментальные, когда имеющиеся статистические данные обрабатывают с помощью математических моделей;

•расчетные, основанные на использовании только математических моделей.

Методы прогнозирования возникновения ЧС также делятся на различные группы, находящиеся в различной соподчиненности. Наиболее развиты они применительно к ЧС природного характера, т. е.

кэкстремальным природным явлениям. Для своевременного прогнозирования и обнаружения экстремального природного явления на стадии его зарождения необходима хорошо отлаженная общегосударственная система мониторинга за предвестниками стихийных бедствий и катастроф. По информации, полученной от этой системы, территориальные органы власти принимают заблаговременные либо оперативные решения для осуществления мер защиты с целью предупреждения и/или смягчения последствий ЧС.

При прогнозировании широко используется метод математического моделирования. Моделирование предполагает конструирование модели на основе предварительного изучения объекта или процесса, выявления его существенных характеристик или признаков. Прогнозирование обстановки, связанной с ЧС, с использованием моделей включает разработку модели, ее экспериментальный анализ, сопоставление результатов прогнозных расчетов на основе модели с фактическими данными состояния объекта или процесса, корректировку и уточнение модели.

При прогнозировании обстановки в зависимости от вида ЧС определяются границы зон разрушения (радиоактивного, химического, биологического), а также возможные потери населения и ущерб, наносимый хозяйственным объектам.

Данные прогнозирования обстановки в очагах поражения обобщаются, анализируются, и делаютсявыводы дляпринятиярешения, связанного

сорганизациейиведениемспасательныхидругихнеотложныхработ. Мероприятия, необходимые для предотвращения ущерба от ЧС,

подразделяются на фоновые и защитные.

Фоновые (постоянно проводимые) мероприятия, основанные на долгосрочном прогнозе, включают следующее:

•выполнение строительно-монтажных работ с учетом требований строительных норм;

•создание надежной системы оповещения населения об опасностях;

•накопление фонда защитных сооружений и обеспечение населения средствами индивидуальной защиты;

115

•организация радиационного, химического и бактериологического наблюдения, разведки и лабораторного контроля;

•всеобщее обязательное обучение населения правилам поведения

идействиям в ЧС;

•проведение режимных, санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий;

•отказ от строительства потенциально опасных объектов в экономически уязвимых зонах;

•перепрофилирование объектов – источников повышенной опасности для здоровья и жизни людей;

•материально-техническое и финансовое обеспечение мероприятий ГО;

•практическая отработка планов ликвидации последствий ЧС. Защитные мероприятия, которые необходимы, когда предска-

зан момент ЧС, включают в себя:

•развертывание системы наблюдения и разведки, необходимых для уточнения прогноза;

•приведение в готовность системы оповещения населения о ЧС;

•ввод в действие специальных правил функционирования экономики и общественной жизни;

•нейтрализация источников повышенной опасности при ЧС, прекращение операций с ними;

•приведение в готовность аварийно-спасательных служб;

•частичная эвакуация населения.

7.2. Анализ и оценка риска возникновения чрезвычайных ситуаций

Одним из важнейших звеньев в системе управления безопасностью населения и территорий является анализ риска ЧС, выявление основных влияющих факторов и количественная оценка их вклада в интегральный риск.

Суть анализа риска состоит в построении всевозможных (не противоречащих законам природы) сценариев возникновения и развития аварий и обусловленных ими ЧС, а также в оценке частот и масштабов реализации каждого из построенных сценариев на конкретном объекте. Использование метода предполагает построение показателей с помощью математических моделей (компьютерных кодов) и статистических данных.

116

Под обобщенной оценкой риска ЧС понимается выявление и идентификация опасностей различного происхождения, их количественных и качественных характеристик с целью защиты населения, сокращения материального ущерба и других социально-экономи- ческих потерь до приемлемого уровня.

Наряду с численным, балльным и другими приемами оценки опасностей, наиболее распространенным является риск – частота реализации опасности.

Риск – вероятность нежелательного происшествия с определенными последствиями, происходящего в определенный период или в определенных обстоятельствах. Может быть выражен как частотой (количеством определенных происшествий в единицу времени), так и вероятностью (вероятностью определенного происшествия, следующего за начальным происшествием) в зависимости от обстоятельств.

Для оценки риска используют различные формулы, выбор которых зависит от имеющейся информации. Когда последствия неизвестны, то под риском R понимают вероятность P наступления определенного сочетания нежелательных событий:

i 1

Связанный с техникой риск обычно оценивают по формуле, включающей вероятность чрезвычайного происшествия Р и величину риска (ущерба) U:

Оценка риска аварии и ЧС включает:

•определение возможных последствий аварий и ЧС с учетом их вероятности;

•определение зон действия основных поражающих факторов при различных сценариях аварий (ЧС);

•оценку возможного числа пострадавших с учетом смертельно пораженных среди персонала и населения в случае аварии (ЧС);

•оценку величины возможного ущерба физическим и юридическим лицам в случае аварии (ЧС).

Различают индивидуальный и социальный (групповой) риск.

Индивидуальный риск характеризует опасность определенного вида для отдельного индивида.

Социальный – это риск для группы людей, характеризующий зависимость между частотой и числом пораженных при этом людей.

117

Комплексное использование различных видов и методов прогноза позволяет дать обоснованную оценку природного и техногенного риска.

Одной из приоритетных целей обеспечения безопасности населения среди многих, реализующих стратегическую цель, является достижение приемлемого уровня риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера и минимального уровня социально-экономического ущерба от них.

В настоящее время в большинстве стран мира концепция абсолютной безопасности (обеспечения нулевого риска) отвергнута, как несоответствующая законам современной техносферы (т. к. в действующих системах невозможно обеспечить нулевую безопасность).

Используется же концепция приемлемого (допустимого) риска, суть которой состоит в стремлении к такой безопасности, которую удовлетворяет общество в данный период времени, в зависимости от его со- циально-экономического уровня развития.

Кроме того, статистика людских и материальных потерь от пожаров, взрывов и других опасных ситуаций на промышленно-техни- ческих объектах показывает, что при любых усилиях общества и государства добиться нулевой вероятности возникновения этих ситуаций практически невозможно. Поэтому общую безопасность промышленных объектов целесообразно рассматривать как защищенность от чрезмерных угроз, приемлемый уровень которой должен определяться законодательно на основе социальной и экономической приемлемости допустимого уровня риска.

Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет собой некоторый компромисс между уровнем безопасности и возможностями его достижения. Так, затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности технических систем, можно нанести ущерб социальной сфере (сокращение выполнения социальных программ).

Пример определения приемлемого риска показан на рис. 23.

При увеличении затрат на развитие технического уровня производства технический риск снижается, но растет социальный. Суммарный риск имеет минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы. Это обстоятельство учитывается при выборе риска, с которым общество на определенном этапе вынуждено мириться.

118