Файл: бжд.doc

10.2 Безопасность жизнедеятельности

Под устойчивостью работы проектируемого прибора понимают его способность противостоять разрушающему действию поражающих факторов в условиях чрезвычайных ситуаций при сохранении всех выполняемых функций.

Устойчивость КМЖ зависит от устойчивости элементов его конструкции. Наибольшее воздействие поражающие факторы оказывают на диэлектрики и радиоэлементы, особенно на полупроводниковые приборы.

На элементы проектируемого прибора возможно воздействие следующих поражающих факторов: ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения, электромагнитного импульса. Поскольку большинство материалов и радиоэлементов аппаратуры, как правило, укрыты от непосредственного воздействия внешней ударной волны взрыва ограждающими конструкциями различных сооружений, то ее поражающее действие ослабляется.

10.2.1 В о з д е й с т в и е п р о н и к а ю щ е й р а д и а ц и и

Ввиду малой проникающей способности альфа- и бета-частиц их действием на радиоэлектронную аппаратуру (РЭА) обычно пренебрегают.

При воздушных и наземных радиоактивных источниках плотности потоков проникающей радиации на тех расстояниях, где ударная волна не выводит из строя незащищенную РЭА, в основном являются безопасными и производить расчеты по устойчивости к данному поражающему фактору не требуется.

---

10.2.2 В о з д е й с т в и е р а д и о а к т и в н о г о з а р а ж е н и я. Проявление радиоактивного заражения зависит от природы материала. В проектируемом приборе могут ухудшаться механические и электрические свойства органических материалов. Так, например, уменьшаются сопротивление резисторов и электрическая прочность конденсаторов. В полупроводниковых материалах образуются дополнительные носители зарядов, искажающие процессы, происходящие в p-n структурах.

Из данных по стойкости элементов и радиоэлектронных устройств в условиях воздействия гамма- и нейтронного излучения следует, что проектируемый прибор может давать отказы при потоках нейтронов 10¹⁶  10¹⁷ нейтронов на квадратный метр (н./м²) и экспозиционной дозе гамма-излучения 10⁵ рад и более.

Способы защиты проектируемого устройства от радиоактивного заражения: экранирование, подбор радиостойких элементов, продуманное схемное решение, учет места расположения.

Если концентратор работает в какой-либо системе, то его защита складывается из защиты системы и собственно прибора. По наиболее слабому элементу определяется коэффициент ослабления гамма-излучения К_осл, исходя из соотношения критериальной поглащенной дозы гамма-излучения при взрыве и поглащенной дозы гамма-излучения, который выдерживает данный элемент.

В проектируемом приборе самыми слабыми элементами являются диэлектрические материалы и микросхемы, для которых:

. (88)

Общий коэффициент защиты К_защ определяется по формуле:

, (89)

где к_i – коэффициент n-ого слоя защиты.

, (90)

где h – толщина защиты, см;

d_пол – слой половинного ослабления данного материала, см.

Для проектируемого концентратора

К_защ = к₁  к₂, (91)

где к₁ – коэффициент защиты стального корпуса прибора (h = 0,3 см, d _пол = 1,7 см),

к₂ = 7 – коэффициент защиты производственного одноэтажного технического здания.

к₁ = = 1,13, (92)

К_защ = 1,13  7 = 7,91. (93)

Фактический коэффициент защиты системы (93) меньше необходимого коэффициента ослабления (88), т. е. защита прибора от радиоактивного заражения недостаточна.

Так как массогабаритные параметры прибора ограничены, то во время радиоактивного заражения прибор эксплуатировать без дополнительных защитных средств нельзя. Если же использование прибора является необходимым и неотъемлемым, в частности в непрерывном производстве, то данный факт учитывают при монтаже оборудования. Прибор помещают в защитное сооружение или устанавливают защитный экран из радиационностойкого материала.

Коэффициент ослабления, который должен обеспечить дополнительно установленный защитный экран :

---

, (94)

. (95)

Толщина экрана, в соответствии с (90) и (95) h, см:

. (96)

Для свинцового экрана (d_пол = 1,2 см)

см. (97)

Таким образом при эксплуатации проектируемого прибора в вышеуказанных условиях для поддержания устойчивой работы необходимо установить защитный свинцовый экран толщиной не менее 4,39 см.

10.2.3 В о з д е й с т в и е с в е т о в о г о и з л у ч е н и я. Световое излучение  вид лучистой энергии, источником которой является светящаяся область ядерного взрыва.

Световое излучение может существенно изменить физические свойства материалов и элементов концентратора магнитной жидкости. Такие материалы, как оргстекло, полиэтилен, изоляционные покрытия кабелей и другие материалы при действии светового импульса 60  70 кал/см² будут оплавляться, и темнеть, при больших импульсах некоторые из них могут воспламеняться. Считается, что при воздействии светового импульса 100 кал/см² могут происходить отказы радиоэлектронной аппаратуры.

Наличие корпуса из несгораемого материала и окраска его в светлые тона являются надежной защитой приборов от светового излучения. Также к способам защиты относятся: экранирование сгораемых материалов, в частности, проводов; учет места расположения; применение несгораемой обмазки.

10.2.4 В о з д е й с т в и е э л е к т р о м а г н и т н о г о и м п у л ь с а. На образование электромагнитного импульса расходуется небольшая часть ядерной энергии, однако, он способен вызывать мощные импульсы токов и напряжений в проводах и кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации, управления, электропередачи, в антеннах радиостанций и т. п.

Воздействие электромагнитного импульса может привести к сгоранию чувствительных электронных и электрических элементов, связанных с большими антеннами или открытыми проводами, а также к серьезным нарушениям в цифровых и контрольных устройствах, обычно без необратимых изменений. Следовательно, влияние электромагнитного импульса необходимо учитывать для всех электрических и электронных систем. Для наиболее важных устройств надо применять меры защиты и повышать их устойчивость к электромагнитному импульсу.

Главная задача защитных устройств от электромагнитного импульса  исключить доступ наведенных токов к чувствительным узлам и элементам защищаемого оборудования.

В каждом конкретном случае должны быть найдены наиболее эффективные и экономически целесообразные методы защиты электронной аппаратуры и крупных разветвленных электротехнических систем. Для проектируемого устройства применимы следующие способы защиты: экранировка, оптимальное пространственное размещение и заземление отдельных частей системы, применение отключающих устройств, препятствующих перенапряжению в наиболее критических местах (например, предохранителей).

---