автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Методология повышения эффективности прогнозирования опасностей и защиты от них в АПК в ситуациях радиоактивного заражения

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ О Л АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ьй? М

На правах рукописи

V

КУКУШКИН Виталий Дмитриевич <-

МЕТОДОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОПАСНОСТЕЙ И ЗАЩИТЫ ОТ НИХ В АПК В СИТУАЦИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ

Специальность: 05.26.01 - Охрана труда

ДИССЕРТАЦИЯ

в виде научного доклада на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петер бурггПушкин 1997

Работа выполнена в Ярославской государственной сельскохозяйственной академии.

Научный руководитель заслуженный деятель науки и техники,

академик, доктор технических наук, профессор В.С.ШКРАБАК

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие ВНИИ охраны труда

Минсельхозпрода Российской Федерации, г.Орел

на заседании диссертационного совета Л 120.37.07 в Сзнкт-Петербургском ордена Трудового Красного знамени государственном аграрном университете по адресу: 189620, г. Санкт-Петербург-Пушкин, Академический пр., 23, ауд. 529.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в в библиотеке Санкт-Петербургского ордена ТрудоЕого Красного знамени государственного аграрного университета.

Диссертация в виде научного доклада разослана

" 3 " марта 1987 г.

Н.Н.МАСЛОВ,

кандидат технических наук, профессор Г.А.КОРСАКОВ

Замята состоится

апреля 1997 г. в 14 час. 30 мин.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

А. П. МАЙОРОВ

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Интенсивно разрабатываются и внедряются в энергетике, промышленности, науке, медицине, сельском хозяйстве технологии с использованием внутриядерной энергии и радиоактивных материалов.

Аварийные ситуации на объектах ядерно-топливного цикла существенным образом влияют на безопасность жизнедеятельности значительного количества населения на больших территориях. По состоянию на 1993 год загрязнение почв цезием-137 с плотностью более 1 кюри/км2 после аварии на ЧАЭС в 1986 году сохраняется на 15 административных территориях России.

Испытания ядерного оружия в атмосфере повысили радиационный фон на земле на 5-10% за счет долгокивущих изотопов стронция-90 и цезия-137. Во многих странах накоплено большое количество ядерного оруния. Не исключена опасность его применения. Имеются факты аварийных ситуаций с ядерными боеголовками.

Увеличивается дополнительно к естественному техногенный радиационный фон за счет извлечения из недр земли большого количества полезных ископаемых - энергоносителей (уголь, нефть, газ), строительных материалов, различных руд, удобрений, содержащих уран, торий и продукты их распада.

Таким образом, появляются потенциальные и реально действующие опасные и вредные факторы радиационного воздействия на человека и другие биологические объекты. Вопросы зашиты населения в таких чрезвычайных ситуациях ждут своего решения как в стратегическом, так и тактическом аспекте. Разработать и дать специалистам, выпускникам вузов современные методы оперативного определения параметров радиоактивного заражения местности, соотношения активности источника и мощности дозы, возможных дозовых нагрузок, расчетов режимов защиты населения в конкретных условиях радиоактивного заражения и расчетов устойчивости сельскохозяйственного производства в условиях, связанных с - радиоактивным заражением -становится актуальной задачей.

Цель исследования - обоснование методологии повышения эффективности прогнозирования и расчета опасных и вредных факторов ра-

диационного воздействия и путей защиты от них в неблагоприятных ситуациях техногенного характера, связанных с выходом радиоактивных веществ и заражения местности (с использованием программируемых микрокалькуляторов типа ПМК путем анализа закономерностей протекающих процессов, разработки алгоритмов и программного обеспечения по основному кругу вопросов).

Научная новизна работы состоит в обосновании методологии, основанной на повышении эффективности прогнозирования опасностей в АПК и -защиты от них в ситуациях радиоактивного заражения, разработке цикла программ для ПМК типа "Электроника Б3-34" и его аналогов (МК-54, МК-61, МК-52), позволяющих оперативно, в автоматическом режиме производить комплексное определение параметров радиационной обстановки в АПК при авариях на объектах ядерной энергетики и ядерных взрывах, рассчитывать режимы защиты населения и устойчивость отраслей АПК в ситуациях, обусловленных сверхнормативной радиацией, а также производить кратковременное и долговременное прогнозирование по указанным вопросам.

Методы исследования базировались на изучении и анализе литературы по теме исследования, методик повышения эффективности прогнозирования опасностей в АПК и защиты от них в ситуациях радиоактивного заражения, изучении теории и практики программирования на ПМК, экспертной оценке разработанных алгоритмов и программ, апробации разработанных программ в учебном -процессе вуза при оценке ситуаций на территориях загрязненных Р8 на практических занятиях.

Практическая значимость. Предложена конкретная методика расчетов на ПМК радиационной обстановки, режимов защиты населения, устойчивости объектов АПК, которую целесообразно использовать в учебном процессе в вузах, в штабах по делам ГО и ЧС, на объектах АПК.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование необходимости разработки методологии повышения эффективности прогнозирования опасностей в АПК и защиты от них в ситуациях радиоактивного заражения с применением микроэвм

(ПМК) в процессе прогнозирования и оценки вредных и опасных факторов и путей защиты от них в ситуациях техногенного характера с выбросом РВ.

2. Математические модели процессов изменения параметров в смеси продуктов ядерного взрыва и аварийном выбросе АЭС.

3. Описательные и графические алгоритмы для разработки программ по комплексной оценке радиационной обстановки, режимам защиты и оценкам устойчивости.

4. Программы по оценке параметров радиоактивного заражения местности, режимам защиты и устойчивости.

5. Результаты сравнительного анализа временных затрат при расчетах по табличной методике и с применением микроэвм.

Апробация работы. Основные материалы исследований доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях Днепропетровской (1S87 г.), Ярославской (1988. .. 1996 г. г.), Костромской (1993, 1996 г.г.) СХА, Ярославского государственного университета (1992 г.) и Санкт-Петербургского государственного агроуниверситета (1992,-1996 г. г. ).

Внедрение; Основные результаты исследования внедрены в учебном процессе при изучении дисциплины "Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях" в Ярославской, Пермской, Сумской, Костромской СХА, Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева К.А., Ярославском штабе по делам ГО и ЧС.

Публикации. Основные материалы исследования нашли отражение в 48 публикациях.

Структура и обьем работы. Автореферат состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 40 наименований. Работа изложена на 41 странице машинописного текста, содержит 1 график, 3 рисунка, 6 таблиц, 5 программ.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В целом радиационная безопасность как в штатных, так и' нештатных ситуациях определяется предельно допустимыми дозами и до-

пустимши уровнями радиоактивных загрязнений.

Применение радиоактивных изотопов в народнохозяйственных целях постоянно возрастает. Количество используемых радиоактивных источников по территории, например. Ярославской области измеряется сотнями. В достаточной близости находятся действующие и строящиеся АЭС (Калининская АЭС - 250 км., Костромская АЭС - 100 км.),

прорабатывается сооружение атомной станции теплоснабжением между городами Ярославль и Тутаев. По транспортным магистралям области перемещаются радиоактивные грузы.

Поэтому только за последние 2-3 года принят целый ряд законодательных актов Президента и Правительства РФ по вопросам радиационной безопасности, создана Федеральная служба инспекции Госатомнадзора, введена служба радиационной безопасности в администрации губернатора. Изданы Постановления губернатора Ярославской области "О неотложных мерах по обеспечению радиационной безопасности на территории области" (22.06.93 г.); "Об организации и проведении радиационного контроля за грузами, ввозимыми и на территорию области". Аналогичная ситуация существует во всех регионах России.

Кроме того, значительные территории целого ряда областей РФ заражены радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

По состоянию на март 1993 года загрязнение почв со средней плотностью загрязнения по цезию-137 более 1,0 кюри/км2 зарегистрировано на 15 административных территориях России: Брянская (34% территории области). Калужская (17%), Белгородская (8%), Воронежская (1,5%), Курская (4,4%), Ленинградская (1%), Липецкая (8%), Орловская (40%), Пензенская (3%), Рязанская (15%), Смоленская (0,5%), Тамбовская (1,7%), Тульская (47%), Ульяновская (0,6%), Мордовская (2%). На эти территории распространяется действие закона РФ о социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации на ЧАЭС.

На территориях 20 областей (в том числе Московской, Ярославской) средняя плотность загрязнения по цезию-137 составляет порядка 0,1 кюри/км2, в 12 областях плотность загрязнения от 0.1

до О, 6 кюри/км2.

Таким образом, нельзя в настоящее время провести резкую грань между радиацией от источников, применяемых штатно в промышленности, медицине, сельской хозяйстве, науке и радиацией, возникшей в результате ситуаций техногенного характера, какой явилась, например. Чернобыльская катастрофа.

Во всех этих случаях воздействие радиации, определение ее характеристик могут оценить только подготовленные специалисты. У большей части населения после аварии на Чернобыльской АЭС отмечается устойчивый эффект радиофобии. Существующая дозиметрическая и радиометрическая аппаратура позволяет снять текущие характеристики радиоактивного заражения (мощность дозы на местности или от отдельного источника, степень зараженности каких-то объектов и т.д.). Дальнейшая обработка полученной информации требует проведения специальных расчетов, применения специализированных пособий, умения пользоваться таблицами, формулами, номограммами, графиками, специальными линейками,и т.п.. При большом объеме проводимых расчетов (например, 20 населенных пунктов одного хозяйства) эти вычисления'занимают значительное время, рутинны, могут повлечь дорогостоящие ошибки. На основании полученной информации о радиационной обстановке на том или ином объекте необходимо принимать решение о защите населения и рассчитывать режим защиты населения, а в дальнейшем производить оценку устойчивости сельскохозяйственного производства на загрязненной территории. На это потребуются дополнительные значительные затраты времени.

Анализ существующих методик оценки радиационной обстановки, профилактики воздействия радиации на людей путем выработки и осуществления защитных мероприятий, определение устойчивости сельскохозяйственного производства показывают, что необходима выработка математической модели указанных процессов, разработка описательных и графических алгоритмов и соответствующих программ для проведения всей гаммы объемных расчетов в автоматическом режиме на микроэвм. Это позволит резко сократить время вычислений и использовать для этой цели операторов с минимальной подготовкой.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОПАСНОСТЕЙ И ЗАЩИТЫ ОТ НИХ В АПК В СИТУАЦИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ

В ситуациях радиоактивного заражения мирного и военного времени критериями опасности является мощность дозы облучения, дозо-вая нагрузка, вызванная внешним и внутренним облучением, содержание радионуклидов в окружающей среде. По результатам радиометрических и дозиметрических измерений может быть определена мощность дозы радиоактивного излучения и содержание радионуклидов в окружающей среде. Дозовые же нагрузки (на человека, животное, растение) как на короткий период времени, так и на перспективу могут быть определены только расчетом. Существующие методы расчетов, использующие таблицы, графики, номограммы, линейки, сложны, громоздки. требуют много времени, -определенной квалификации оператора, ке исключают ошибки и в конечном счете увеличивают время на принятие решения по снижению воздействия опасностей радиационного поражения. Поэтому в исследованиях стояла задача найти методы и способы оценки факторов радиационной опасности, избавленные от этих недостатков. Решение задачи можно найти только на пути автоматизации процессов оценки радиационной обстановки с учетом того, что оператор и применяемая для этого вычислительная техника сами находятся в экстремальных условиях. Кроме того нужно обеспечить доступность этих методов и средств для специалистов звена объекта АПК, штаба по делам ГО и ЧС сельского района и т.д.. Всем этим требованиям наиболее полно отвечают микроэвм. Для использования вычислительной техники данного класса необходимо было разработать математический аппарат, найти алгоритмы вычислений и составить программы, как конечный результат исследований. Программы должны быть максимально просты и доступны для пользователя практически без специальной подготовки.

Отечественные и зарубежные программируемые микрокалькуляторы с обратной бесскобочной логикой вычислений имеют простой символьно-кодовый язык программирования (операции вводятся нажатием кла-

виш с изображенными на них символами и им присваиваются коды в виде чисел и знаков, отображаемых дисплеем в ходе ввода программ и их редактировании).

В США, Англии, Японии и других развитых странах программируемые микрокалькуляторы (Т1-58С, Т1-59, ГХ-502Р,П-5100 и др.) широко применяются при решении различных научно-технических задач.

Для автоматизации расчетов по определению параметров радиационного заражения местности, режимов защиты и устойчивости объектов АПК в экстремальных ситуациях предлагается использовать массовые отечественные программируемые микрокалькуляторы серии "Электроника" (Б3-34, МК-52, МК-54, МК-56, МК-61). Они представляют специализированные на выполнение расчетных операций микроэвм индивидуального пользования, оперирующие с десятичными числами и обеспечивающие ввод данных и программ, а также команд управления с клавишного пульта. Заметно уступая универсальным и персональным ЭВМ в предельной плотности решаемых задач, скорости вычислений и объеме памяти, эти программируемые микрокалькуляторы обеспечивают решения множества научных, сбщетехнических и инженерных задач достаточно оперативно, бесшумно, в любое удобное время, в любой обстановке, с высокой надежностью и точностью. Современные ГМК приобрели функциональные возможности, недавно присущие лишь большим ЭВМ: прямую и косвенную адресации, организацию условных и безусловных переходов, циклов и подпрограмм, микропрограммное вычисление многих элементарных и специальных функций вводом одной команды, запись программ на магнитные носители (например, миниатюрные карты), подключение модулей с библиотеками программ пользователя и алфавитно-цифровых печатающих устройств (принтеров).

14-15 регистров памяти, 4 регистра операционного блока и возможность ввода программ в 98-105 шагов обеспечивают реализацию математических моделей и алгоритмов рассматриваемых процессов на ПМК указанного типа.

По сравнению с табличными методами решения, ручными расчетами по формулам применение ПМК дает выигрыш во времени в сотни раз, значительно повышая при этом точность расчетов.

Таким образом, малые габариты и вес, портативность питания (сетевое и батарейное), ~ простота пользования данным классом вычислительной техники делают его доступным для широкого круга пользователей и надежным инструментом для решения задач оценки радиационной обстановки, режимов защиты населения и устойчивости объектов АПК, особенно в условиях сельской местности.

2.1. АЛГОРИТМ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОГРАММЫ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ РАДИОАКТИВНОГО 'ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ В РЕЗУЛЬТАТЕ НАЗЕМНОГО ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

Мощность дозы в любое время I - достаточно точно отражает закон радиоактивного распада продуктов взрыва (закон Вея-Вигнера)

Рг = Р4 * Г1-2 (1)

где р! - мощность дозы на 1 час после взрыва.

Проинтегрировав это выражение в пределах от времени входа в зону заражения 1;вх до времени выхода 1;вых и учтя, что

(2) (3)

Р = Р * I -1.2 ГВХ 1 °ВХ

Рвых - Р1 * ^вых 1'2

и

получим интегральную величину дозы за отрезок времени ЦЫХ-1ВХ

^вых ^вых

д =;-р(и(Н =/ р^/цг1'2 (11 = р^^/о.гмт,,0-8 - 1лВЬ1Лг)

^ВХ ''ВХ

Введя коэффициент ослабления радиации Косл каким-либо защитным сооружением и подставив значения (2) и (3), окончательно получим

5(Рвх ^вх ~ Рвых ^вых)

д = --------------------------------------------(4)

Кл г л

Учтя', что если 1вых —> то Рвых —> 0 получим соотношение для величины дозы от момента 1 до полного распада радиоактивных веществ (РВ)

ДfЧJ=5*Pt*t (5)

На практике также важно знать допустимую продолжительность пребывания людей на зараженной местности Т, начиная от определенного момента времени начала облучения (,н. Преобразуя выражение (4) и задавшись допустимой дозой облучения Ддоп получим соотношение

Л * К

«доп косл

Т= ^ * (1--------------Г5 - 1„ (6)

5 * * Ц

Если в алгоритм программы заложить все полученные соотношения, то можно будет получить за несколько секунд в автоматическом режиме, используя в качестве исходных данных всего два параметра уровень радиации Рг и время его измерения 1 следующие величины: - уровень радиации на 1 час после взрыва;

рвып " уровень радиации на момент окончания выпадения РВ (если известно время Свьш);

рвх. рвых ~ мощность дозы (уровень радиации) на любое заданное время;

Двх-вых _ яозу облучения за время пребывания в зоне заражения;

Дл, - дозу облучения за время от выпадения РВ до полного распада РВ;

Г - допустимое время пребывания в зоне заражения со времени

В ряде публикаций автора разработаны частные программы по определению параметров в зоне радиоактивного заражения.

2. 2 АЛГОРИТМЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ЛО'ЗОВЫХ НАГРУЗОК НАСЕЛЕНИЯ НА ЗЕМЛЯХ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОЦЕЗИЕМ В РЕЗУЛЬТАТЕ АВАРИИ НА ЧАЭС

При разрушении объектов ядерно-топливного цикла или аварии на них, как это произошло на 4 блоке ЧАЭС, профессором В.В.Мясни-ковым предложено следующее соотношение, устанавливающее зависимость снижения уровней радиации (мощность дозы) от времени

Рь - Ро * (ЪА0)-0'5 (7)

Если соотношение (1) достаточно полно исследовано и на его основе по существу составлены многочисленные справочные материалы и пособия по оценке радиационной обстановки, то для соотношения (2) такие исследования не проведены.

Краткий анализ следствий, вытекающих из соотношения (7), позволяет дать ряд практических рекомендаций для тех агропромышленных объектов, территория которых заражена цезием-137. выброшенным в результате аварии на ЧАЭС.

Рис.1. Измерение мощности дозы во времени при ядерном взрыве (1) и при аварии ядерного реактора (2).

Графически выражения (1) и (7) описывают экспоненциальные кривые. Первая, круто падающая, при семикратном увеличении времени мощность дозы уменьшается в 10 раз. (если положить t=7, а t0=l. то 7"1 -2=0,1).

Выражение (7) представляется значительно пологой экспонен-той. Здесь 10-кратное уменьшение мощности дозы происходит при стократном увеличении времени. (Действительно. ЮО-0 ■5 =0,1). Этим и объясняется медленное снижение уровней радиации а районах загрязнения радиоактивными изотопами от аварии ЧАЭС (хотя уровни радиации и сразу были невысокими по сравнению с теми, что возможны на следе ядерного взрыва).

В целом разница в темпах спада уровней радиации в случае ядерного взрыва и разрушения ядерного реактора объясняется тем, что в радионуклидном составе выброса ядерного реактора почти нет высокоактивных коротко живущих изотопов.

Для получения алгоритма для подсчета долговременных дозовых нагрузок необходимо проинтегрировать выражение (7) в пределах от tj до t2. Опуская процесс интегрирования, получим:

Д = 2Р010° •5 (t2° ■5 - t^-5) (8)

Д = 2(Р212 - Р^!) (9)

где Р0 - уровень радиации на момент выпадения радиоактивных осадков от выброса ядерного реактора.

Pj и Рг - уровни радиации на моменты времени tj и t2 (определяют интервал, за который мы хотим определить дозу облучения).

t0 - время выброса (можно принять за единицу и от этого времени отсчитывать в часах tt и ta).

Вычисления по программе, разработанной для проведения массовых расчетов, позволяют анализировать дозовую нагрузку по годам проживания на этой местности и суммарную дозу за период средней продолжительности жизни (70 лет). Предлагаемая методика может

быть использована для расчетов дозовой нагрузки в обширных регионах заражения. Нужно учитывать, что расчет дозы ведется только по внешнему облучению. Дозовые нагрузки от попадания цезия-137 и других радионуклидов внутрь организма (например, с продуктами питания) должны учитываться индивидуально.

■2.3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА АКТИВНОСТИ, ДОЗЫ И МОЩНОСТИ ЛОЗЫ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА РАДИАЦИИ

Персонал предприятий и учреждений АПК широко используя радиоактивные изотопы в научных и производственных целях, подвергается опасности воздействия ионизирующих излучений. Оценить степень опасности в широком диапазоне линейных и временных интервалов с помощью радиометрической и дозиметрической аппаратуры не всегда представляется возможным.

Алгоритм программы, разработанной на ряде соотношений ядерной физики и дозиметрии представлен следующим выражением:

К у * 1,12 * 1016 * й * I

Д =--------------------------------------------------------------------------------------(10)

М * У1/2 * * 21 ^СВ/ ЙПОЛ . СБ + / ап О Л . 6 )

Вычисления по программе, составленной на основе данного алгоритма позволяют определить:

Р - мощность дозы точечного источника в мкР/час;

А - активность источника в милликюри;

Дд - экспозиционную дозу за 8-часовой рабочий день;

Дм - экспозиционную дозу за месяц в мБЭР;

Дг - экспозиционную дозу за год в мБЭР;

Используя следующие исходные данные:

ш - масса изотопа в граммах или же -активность источника в беккерелях (то есть то, что задано паспортными данными);

М - массовое число атома изотопа в а.е.м.;

Т1/2 - период полураспада изотопа в годах;

р/ч*см2

Ку - полная гамма-постоянная изотопа (--------);

мКи

К - расстояние до источника в см.

Дсв, д6 - толщина свинцовой стенки контейнера и бетонной (или кирпичной) стены (если источник в смежном помещении) в см.;

^пол.св = 2см., йПол. б = 9™- ~ слой половинного ослабления свинца и бетона (заложено непосредственно в программу).

Принимаем во внимание возможные варианты размещения источника и персонала, указанные на рис. 2

Рис 2. Схема возможного размещения точечного источника радиации.

По соотношению (10) строим блочный алгоритм вычислений:

г <

| начало |

У _■>

А(Бк-шКи)

нет

Да

I Косл I

1—|Л(ш,М,Т1/2)|

I-1

! РмкР/ч 1

.-,-I

I

Дд,Дм.Дг

| конец |

Рис.3. Графический алгоритм вычислений по определен!® до; мощности дозы и активности точечного источника

Определяемые на заданных расстояниях величины возможной дневной, месячной и годовой доз облучения сравниваются с дозовым пределом суммарного внешнего и внутреннего облучения за календарный год, предусмотренный нормами радиационной безопасности НРБ 76/87.

2.4. АЛГОРИТМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА ЗАЩИТЫ ТРУДОВЫХ РЕСУРСОВ АПК И НАСЕЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ

Анализ типовых режимов защиты, разработанных в свое время штабом ГО СССР, произведенный по специально составленной для этих целей программе на ПМК показывает, что типовые режимы имеют очень большие интерзалы задаваемых условий и во многих случаях (на крайних границах) дозовые нагрузки превышают допустимые.

В предлагаемом алгоритме заложена возможность определять режим защиты, используя в качестве исходных данных не только стандартные значения уровней радиации и коэффициентов ослабления радиации производственных, жилых и защитных сооружений, но и произвольные значения этих величин в любых сочетаниях, часто встречающихся в практике.

Вопрос защиты населения в условиях радиоактивного заражения местности сводится в решению оптимизационной задачи - минимальное (или не свыше допустимого значения) получение дозы облучения при максимальном времени для выполнения производственной деятельности. В алгоритм заложены следующие соотношения:

Р! = Р^Г1 '2 (11)

Дэксп = ЭР^"0'2 - V0-2) (12)

Сб

Дэксп Ду С Т

(13)

Се, < С-

''О + ^ р/^р +п р у/^П р у + ^ж/^ж

(14)

+ + ^ = 24

(15)

где:

Р,; . - измеренный уровень радиации, р/ч;

1 - время измерения в часах после взрыва;

?1 - уровень радиации ка 1 час после взрыва, р/ч;

Дуст ~ установленная доза облучения на сутки , Р;

Дэксп ~ рассчитанная доза облучения на открытой местности за сутки, Р;

С, сб - коэффициент защищенности и безопасной защищенности;

^н- _ время начала и конца рассчитываемых суток в часах после взрыва (например, 1-ые сутки 1Н=1, ^=24, 2 сутки ^=25, Ък=48 и т.д.);

кр>кж.кпру " коэффициенты ослабления радиации рабочего, ни-лого помещения и ПРУ (противорадиационное укрытие);

Ч'V^пру ~ время пребывания в течение суток на открытой местности, в рабочем и жилом помещениях и ПРУ.

103-шаговая программа, составленная на основе приведенного алгоритма позволяет последовательно определять режим защиты трудовых ресурсов АПК на любое число суток до момента спада уровней радиации до безопасных величин.

2.5. АЛГОРИТМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

Рассмотрим решение задачи для экстремальных ситуаций, определяемых радиоактивным заражением местности.

Учитывая, что в экстремальных условиях под воздействием неблагоприятный факторов в производстве сельскохозяйственной продукции неизбежно появятся потери от воздействия этих факторов П3, а

с учетом применения более грубых технологий производства (ввиду уменьшения трудовых ресурсов, техники, энергоресурсов) появятся и технологические потери Пт, будем иметь вместо ожидаемой величины годовой валовой продукции ВП1г (за 12 месяцев) какую-то остаточную валовую продукцию ОВП^, т.е.

0ВП12 = ВП12 - (П3+Пт) (16)

Тогда устойчивость по виду какой-либо культуры растениеводства (ук), какому-либо виду продукции животноводства (у„), в целом по отрасли растениеводства (ур), по отрасли животноводства (уж) и по хозяйству в целом (ух) определиться как

0ВП„

ВПК

* 100;

0ВПп

У„ =-----;

ВП„

2 0ВПк

I ВП„

* 100;

I ОВПп

I ВПп

(17)

ОВПр + овпх

* 100;

ВПр + ВПЖ

Учтем, что для растениеводства

ВП12 = 5*Урж*Ц

(18)

а для животноводства

ВП12 = К*ПР*Ц

(19)

У

к

У

У

р

ж

У

X

где

Б - площадь занятая культурой, га;

урж ~ урожайность, ц/га;

К - поголовье скота, количество голов;

Пр - продуктивность (привес, надой,настриг) одной головы скота, центнер на 1 голову в год;

II - закупочная цена, тыс. руб/центнер.

82-шаговая программа, составленная на основе соотношений 16, 17, 18, 19 позволяет, избежав трудоемких ручных расчетов, получить на ПМК в автоматическом режиме величины экстремальных и технологических потерь продукции, величины валовой и остаточной продукции, устойчивость по любому количеству культур в растениеводстве и любому количеству видов продукции в животноводстве, устойчивость отраслей и хозяйства в целом.

Это позволяет принять обоснованные решения по дальнейшим направлениям сельскохозяйственного производства в экстремальных ситуациях.

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Разработанная программа исследований предусматривала:

а) оценку опасностей, связанных с радиоактивным заражением местности в сельском хозяйстве;

б) разработку методологии повышения эффективности прогнозирования опасностей и защиты от них в АПК в ситуациях радиоактивного заражения, з свою очередь предполагавшую:

- изучение и анализ существующих методов прогнозирования опасностей и защиты от них в АПК в ситуациях радиоактивного заражения;

- нахождение математических закономерностей, описывающих процессы в смесях радиоактивных изотопов, загрязняющих местность как в случае выбросов этой смеси в результате аварий на предприятиях ядерно-топливного цикла, так и в случае ядерного взрыва;

- анализ возможностей программируемых микроэвм типа"Электро-

ника" БЗ-34 и ее аналогов для решения разнообразных задач оценки радиационной обстановки и ее прогнозирования на короткие и длительные сроки;

- изучение основ алгоритмизации и прогнозирование на микроЭВМ;

- разработку математического аппарата на основе взятых закономерностей;

- нахождение алгоритмов, составление блок-схем программ;

- написание вычислительных программ, их отладка, редактирование и оптимизация программ (данный этап исследований можно оценить как наиболее сложный и трудоемкий);

- разработку таблицы по распределению регистров памяти и тестированию правильности ввода программы числовым примером по всем показателям (как исходные данные, так и рассчитанные параметры) с целью исключения неправильных действий оператора при вводе программ в микроэвм.

В качестве математических закономерностей для дальнейшей разработки математического аппарата алгоритмирования были взяты зависимости, устанавливающие соотношение между снижением мощности дозы и времени, предложенным В. В.Мясников.ым [27] для случая разрушения объектов ядерно-топливного цикла или аварии на них

= Р0(1/-Ь0Г0-5, уравнения Вея-Вигнера [25] для смеси радиоактивных изотопов при ядерном взрыве Рс = Р0 (т0 Г1 ■2.

При оценке опасностей от точечных радиоактивных источников (применяемых, например, в ветлабораториях, санэпидстанциях и т.п.) использовано известное соотношение для ионизационной гамма-постоянной [25] Кч = Р (Рг/А)

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Приведенная выше методология исследований позволила оценивать и прогнозировать радиоактивную зараженность земель и объектов АПК и разработать ряд программ таких как:

- Расчет дозовых нагрузок населения на землях, загрязненных

радиоцезием в результате аварии на ЧАЭС;

- Определение режима защиты трудовых ресурсов АПК и населения в условиях радиоактивного заражения местности;

- Определение активности, дозы и мощности дозы точечного источника радиации;

- Комплексное определение параметров радиоактивного заражения местности при наземном ядерном взрыве;

- Определение устойчивости АПК в экстремальных условиях радиоактивного заражения.

По этим программам определяются в автоматическом режиме около 30 параметров, охватывающих основной круг вопросов радиационной безопасности в АПК, связанных с внешним облучением при радиоактивном заражении местности.

Для проведения вычисления параметров по разработанным и приведенным выше алгоритмам программ необходимо руководствоваться следующим;

1). Подготовить бланк расчетов указанной для конкретной программы формы, который имеет графы номера регистров памяти-Ш рг) ПМК, размещение исходных данных (ИД) и рассчитанных показателей (РП) и числовой пример.

2). Включить ПМК, перевести егскв режим "Программирование", нажав клавиши "F" "ПРГ", ввести программу (поочередно нажимая клавиши, записанные в программе).

3)., Перевести ПМК в режим "Автоматическая работа", нажав клавиши "F" "АВТ".

4). Занести исходные данные примера в указанные в таблице регистры, пустить ПМК на счет, нажав клавиши "В/О" "С/П" и после окончания счета, извлекая рассчитанные параметры из соответствующих регистров памяти и сравнивая их значения с указанными в таблице, убедиться в правильности ввода программы. Если программа введена с ошибкой, найти ее и исправить.

5). Действуя аналогично п. п. 2-4, вводить исходные данные по конкретным вариантам расчетов и извлекать решения из регистров памяти.

4.1. КОМПЛЕКСНАЯ ПРОГРАММА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ ПРИ НАЗЕМНОЙ ЯДЕРНОМ ВЗРЫВЕ

Таблица 1.

Использование регистров памяти и числовой пример для комплексной программы

(Рг) ■

N Рг Пример Наименование величины

ИД РП

0 Рвып 19.5Р/Ч Уровень радиации на момент окончания выпа дения РВ

1 Р1 44.8Р/Ч Уровень радиации на 1 час после взрыва

2 Рвх 12 Р/Ч Уровень радиации на момент входа в зараженную зону

3 Рвых 6, 5Р/Ч Уровень радиации на момент выхода из зоны

2 Ч заражения

4 ''вып Время начала выпаде-

ния РВ (если неизвестно. то в Рг4 ввести единицу)

5 ^вх 3 Ч Время входа на зараженную местность

6 ^в ых 5 Ч Время выхода из зоны

12 Р заражения

7 Р( Измеренный уровень ра

3 ч диации на время г

8 Время измерения уровня радиации Р1 •

9 25Р*1 Произведение установ-

* О с л ленной дозы облучения

на коэффициент ослабления радиации

А Дго 95,2 Р Доза облучения за вре мя от выпадения РВ до полного распада РВ

В Двх-вых 17,5 Р Доза облучения за вре мя пребывания в зоне заражения

С т 3,34 Допустимое время пребывания в зоне зараже ния начиная со времени №

Л № 6 ч Время начала облучения при определении Т

Программа имеет вид:

Комплексная программа

00. 1 01. 02. 2 03. ПС 04. ИП8 05. гху 06. ИП7 07. X

08. П1 09. ИПС 10. ИП4 и.гху 12. ИП1 13. ХУ 14. 15. ПО

16. 5 17. . ИП4 18. X 19.x 20. ПА 21. ИПС 22. ИП6 23. ЕХ

24. ИП1 25. .ХУ 26. 27. ПЗ 28. ИПС 29. ИП5 30. РХУ 31. ИП1

32. ХУ 33. 34. П2 35.ИП5 36. х 37. ИПЗ 38. ИП6 39. X

40. - 41. 5 42. X 43. ПВ 44. 0 45. , 46. 2 47. (-)

48. ПС 49.ИПД 50. 51.ИП9 52. ИП1 53. 5 54. X 55.

56. - 57. .ИПС 58. .п/х 59. ХУ 60. ИХ5* 61. ИПД 62. - 63. ПС

64. С/П

Время счета 35 сек.

Примечание

Программа соответствует клавиатуре БЗ-34. При использовании других ПМК При наборе программы задействовать клавиши вместо "П" - "X - П", вместо "ИП" - "П - X".

4.2. ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК НАСЕЛЕНИЯ НА ЗЕМЛЯХ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОЦЕЗИЕМ В РЕЗУЛЬТАТЕ АВАРИИ НА ЧАЭС

Таблица 2

Распределение регистров памяти и числовой пример для программы 4.2.

N Рг (Рг) Пример Наименование величины

ИД РП

0 Ч 1 ч Время выброса (можно

принять за единицу)

радиоизотопов

-1 А ч 1 ч Время начала облуче-

ния, часы

2 8800ч Время окончания рас-

считываемого периода

облучения, часы

3 Ро 5 мР/ч Мощность дозы на мо-

мент начала загрязне-

ния территории радио-

нуклидами, мР/час

4 Д 928мР Доза внешнего облуче-

ния за отрезок време-

ни Ц-^, мР

Программа имеет вид:

00.0 01., 02.5

07.ИП5 08.ИП2 09.ГХУ

14. ИПО 15. РХУ 16.ИПЗ

21.Х 22. П4 23. С/П

03. П5 04.ИП1 05. ГХУ 06. П6 10.ИП6 П.- 12.П7 13.ИП5 17.Х 18.2 19.Х 20.ИП7

Время расчета 12 сек.

Лозовые нагрузки населения от внешнего облучения по годам и суммарные дозы за 10, 50, 70 лет, рассчитанные по этой программе представлены в таблице 3.

Таблица 3

Доза облучения в м? за Суммарная доза в рентгенах за

1-й год 2-й год 3-й год 4-й год 5-й год 6-й год 7-й ГОД 8-Й ГОД 9-Й год 10-Й ГОД 10 лет 50 лет 70 лет

923 388 298 251 221 200 184 171 160 152 2,95 6,62 7,84

Вычисления произведены для территории с мощностью дозы на начало заражения (май 1986 г.) 5мР/час - этой величиной определялись зоны временного отселения населения.

С набором статистических данных в последующие годы по мощности дозы и плотности заражения радиоцезием загрязненных территорий соотношения (8) и (9) могут уточняться. Но и в этом виде они уже могут служить основанием для краткосрочных и долгосрочных прогнозов по определению дозовых нагрузок населения проживающих на территориях, загрязненных радиоцезием.

4.3. ПРОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ, ДОЗЫ И МОЩНОСТИ ЛОЗЫ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА РАДИАЦИИ

Таблица 4

Распределение регистров памяти и числовой пример для программы 4.3.

(Рг)

N Рг Пример Наименование величины

ИД РП

0 1 га 1,2.10"9гр Масса изотопа в грам-

мах

2 М 60 Массовое число атома изотопа в а. е. м.

3 ^1/2 5.3 г Период полураспада изотопа в годах

4 13,2 Полная гамма постоян-

ная источника (р/ч. смг/мКи)

5 ^осл Коэффициент ослабле-

ния радиации свинцовым контейнером и сте ной

6 И 100 см Расстояние до источника (изотопа) в см

7 Ас 0 Толщина свинцовой сте нки контейнера в см

8 дб 0 Толщина бетонной (кир пичной) стенки в см.

9 р 1,78мкР/час Мощность дозы в мкР/

5.104 БК час

А А Активность источника в беккерелях

А 1,35.10"3мКи Активность источника

14,25 мкБЭР в милликюри

В Дд Экспозиционная доза за 8-часовой рабочий день мкБЭР

С Дм 0,356 мБЭР Экспозиционная доза за месяц в мБЭР

Д дг 3,92 мБЭР Экспозиционная доза за год в мБЭР

Примечание.

Если задана активность источника (А) в беккерелях, то нет необходимости вводить величины ш, М. Т1/г в регистры 1, 2, 3. Если же неизвестна активность источника, а задана только его масса, тогда необходимо взести указанные исходные данные в регистры 1, 2, 3. При этом необходимо убедиться, что регистр памяти А обнулен.

Программа имеет вид:

/-/ Р10х 2 7 X ИПА X

Рх*0 49 ИП7 2 ИП8 9 +

ЕХУ П5 ИПА ИП5 ИП4 X ЙП6 Рх2

6 П0Х X П9 8 X ПБ 0

2 5 X ПС 1 1 X ПД СП

П0Х 3 5 7 X ИП1 X ИП2

ипз ПА БП 12 С/П

Время счета 22-28 секунд

4.4. ПРОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА ЗАЩИТЫ ТРУДОВЫХ РЕСУРСОВ АПК И НАСЕЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ

Таблица 5

Содержание

ИД

РП

Пример

ИД

РП

Наименование величин

4

5

6

7

8

Э А В С Д

Р£

I

гп

Ддоп

кп

■ч?

к.

пру

Дэксл

С6

ч

^п ру

19,5 1 1

24

10 10 50 3

19,5

45,86

4,58 1 (8) 5

9,99

Уровень радиации, измеренный на время 1(р/ч) Время измерения (часы после взрыва) Начало рассчитываемых суток в часах 1сутки- 1 час, 2сутки-25час и т.д Конец рассчитываемых су ток (1 суток-24час,2су-ток-48 и т. д.) Допустимая (установленная) доза облучения (Р) Кослрадиации рабочим по мещением

К ослабления радиации ПРУ

Косл радиации жилым помещением

Доза облучения на откры той местности за сутки (Р)

Коэффициент безопасной защищенности Время нахождения на открытой местности (ч) Время нахождения в ра- ■ бочем помещении (ч) Время нахождения в ПРУ (Ч)

Время нахождения в жилом помещении (ч)

Р

з

К

Ж

8

Программа из 103 шагов (на БЗ-34 реализуется двумя программами: 1)00-29, 2)30-102) имеет вид:

1 , 2 ИП1 ИПО X П1 0 • ,

2 /-/ П8 шз РХу П9 ИП8 ■ ИП2 РХУ ИП9

- ИП1 5 X X П8 ИП4 П9 С/П

2 4 П2 ИПА - ШВ - ИП7 ПВ

ИП5 + ИПА + ИП2 ИП9 ПО 'ХУ

- ИП6 П/Х Ш7 Г1/Х - ПС РХ<0 67

8 ПА ПВ пд 0 ПС С/П ИП2 ИПА -

ИПВ - ПС - пд ГХ>0 78 С/П 0 ПД

ИПО ИПА - ИП2 ИПА - ИП5 - ИПС

П/Х ИП5 ПВ Р1/Х С/П - ПС ИП2 Ш1А - ИПС

Время счета до 40 сек.

При использовании программы кроме общей инструкции необходимо иметь в виду следующее. При проверке правильности ввода программы на примере-тесте после пуска программы на счет нажатием клавиш В/О, С/П проверить соответствие Р), Дэксп и С6 - величинам, указанным в примере, после чего нажать клавишу С/П и по окончании счета проверить соответствие 1;р, гпру, ^ . указанным в примере. Величина Ц вводится первоначально, исходя из потребности, в ходе расчетоз корректируется. Величина ц вводится первоначально как 1 час (при С6 = (0,3-0,45) Кпру - до 0.5 ч.). В ходе расчетов также автоматически корректируется.

Пустить программу на счет (В/О, С/П). Через 14 секунд на экран выводится величина С6 (она же в Рг9). При С5>Клру - режим защиты при заданных защитных свойствах ПРУ обеспечить нельзя. При С6 >0, 5Кпру принять 1:пру = 24 ч. (выход до 30 мин.).

При Сб<0, 5Кпру пустить программу на дальнейший счет (нажать только клавишу С/П) и после останова (через 17-40 секунд) вывести из регистров памяти вычисленные величины (Р^ Дэксп. V

Ъпру, и зафиксировать их.

Аналогично вычисляется режим защиты для последующих суток.

4.5. ПРОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

Таблица 6

Распределение регистров памяти и числовой пример для программы 4.5.

N Содержание Пример Наименование величин

ид РЛ ИД РП

О п 12 Количество месяцев от

взрыва до конца года

1 Б(Ю 10 Площадь (га) или пого-

ловье (кол.голов)

Г1 3 "я 100 Потери от эктремальных

ситуаций в ден.выражен.

2 Урж(Пр) 10 Урожайность (ц/га) или

ПдТ продуктивность (ц/гол.)

90 Потери технологические

в ден. выражении

3 Ц 10 Цена (ден.единица за

центнер)

1000 Валовая продукция

4 П3/100 0, 1 810 Экстремальные потери(%)

Остаточная валовая про-

Пт/100 дукция

5 0, 1 Технологические потери

(%)

0,81 Устойчивость культуры

или вида продукции (до-

ли единиц)

6 ВПж(ВПх) 1000 Валовая продукция отрас

ли животноводства и хо-

зяйства

7 ОВПж(ОВПх) 810 Остаточная валовая про-

дукция животноводства и

хозяйства

8 ВПр(ВПх) 1000 ВП растениеводства /ВП

(2ООО) хозяйства/

9 ОВПр(ОВПх) 810 ОВП растениеводства /

(1620) ОВП хозяйства/

А Уж 0,81 Устойчивость отрасли жи

вотноводства (доля еди-

ницы)

В Ур 0,81 Устойчивость отрасли

растениеводства (доли

единицы)

С Ух 0,81 Устойчивость хозяйства

(доли единицы)

Д У ж(п) 0,81 Устойчивость отрасли жи

вотноводства за "п" ме-

сяцев

Программа ИЗ 82 шагов имеет вид:

ИП1 ИП2 ИПЗ X X ПЗ ИП6 + П6 ИПЗ

ИПО X 1 2 П2 ИП4 X П1 ИП2

ХУ - ИП5 X П2 ИП1 + ИПЗ ХУ -

П4 ИПЗ П5 ИП7 ИП4 + П7 ИП6

ПА ИП5 С/П ИП6 П8 ИП7 П9 ИПА пв 0

П6 П7 С/П ИП7 ИП9 + П9 ИП6 ИП8 +

П8 ПС С/П Ш6 ИП7 - 1 2 X

ИП6 ИПО 1 ХУ - ПД 0 П6

П7 ипд С/П

При пользовании программой дополнительно к общей инструкции руководствоваться следующим:

а) В регистр РгО заносится п=12 при расчете по каждой культуре растениеводства и~"п" равное количеству месяцев от ядерного взрыва до конца года при расчетах при продукции животноводства. При проверке правильности ввода программы с помощью примера-теста действовать как указано ниже, только считать и соответственно вводить в растениеводстве одну культуру (п=12, 5=Урж=Ц=10, ПЭ=ПТ=10%). Эти же данные внести и в пункте г) по одному виду продукции животноводства.

После проверки программы примером-тестом необходимо обнулить регистры памяти 8, 9, А, В, С, Д;

б) Занести в регистры памяти 0-5 исходные данные для расчета по 1-ой культуре.

Пустить программу на счет с адреса 00, нажав клавиши "В/О" "С/П". Время счета 18 сек.

Поочередно вывести на индикатор содержимое регистров 1, 2, 3, 4, 5, нажимая клавиши ИП1, ИП2, ИПЗ, ИП4, ИП5 и занести в бланк рассчитанные величины Пдэ, Пдт, ВП, ОВП, УкуЛыуры-

Занести исходные данные по 2-ой культуре, пустить программу на счет и записать результаты в бланк по 2-ой культуре.

Аналогично подсчитать данные по 3-ей культуре и т.д.;

в) Перенести итоговые данные -по отрасли растениеводства в

регистры ВП-Рг8, ОВП-РгЭ. У в РгВ для чего пустить программу на счет с 43 адреса, нажав клавиши "БП", "4", "3", "С/П" и, выведя содержимое указанных регистров на индикатор, записать итог по отрасли растениеводства в бланк;

г) Последовательно занося в регистры данные по каждому виду продукции животноводства, вычислить параметры по каждому виду продукции и за отрасль и занести результаты в бланк. Действовать как указано в пункте б);

д) Рассчитать устойчивость хозяйства за год, для чего нажать клавиши "БП", "5", "3", "С/П" и записать результаты в бланк;

е) Рассчитать устойчивость отрасли животноводства за время от ядерного взрыва до конца года, для чего нажать клавиши "БП", "6", "4", "С/П", выписать результаты в бланк.

5. ВНЕДРЕНИЕ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты исследования - состояние и прогноз радиоактивного заражения местности объектов АПК и разработанные программы включены в учебные пособия и учебно-методические разработки:

"Решение типовых задач по оценке радиационной обстановки" (1990 г.), тираж 250 экз.;

"Методические указания к выполнению курсовой работы по обеспечению устойчивого функционирования объектов сельскохозяйственного производства в экстремальных условиях" (1987 г.), тираж 250 экз.;

"Методические указания к выполнению курсовой работы по обеспечению безопасности жизнедеятельности и устойчивости функционирования объекта АПК в чрезвычайных ситуациях" (1993 г.), тираж 200 экз., которые используются в учебном процессе в Ярославском СХИ, Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева, Пермском СХИ, Сумском СХИ, на методических курсах областного штаба гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям.

Кроме того, по разработанным программам издано пять информа-

циокных листков Ярославского межотраслевого центра научно-технической информации и пропаганды с рассылкой по всем региональным центрам Российской Федерации.

Большинство материалов исследований опубликовано в сборниках статей по гражданской обороне, издаваемых Главным управлением высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства СССР и РФ за 1987-1991 г., сборниках научных трудов "Охрана труда работников АПК" Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, в тезисах ряда всесоюзных и межвузовских научно-методических конференций, часть материалов депонирована в ВИНИТИ.

Экономическая эффективность проведенных исследований заключается в уменьшении затрат рабочего времени операторов при проведении расчетов в автоматическом режиме по сравнению с традиционными ручными вычислениями или даже в высвобождении части операторов-расчетчиков при большем количестве обсчитываемых объектов. (При массовых расчетах время автоматических вычислений в сотни раз меньше.)

Конкретный экономический эффект будет зависеть от масштабов чрезвычайных ситуаций, величины территории, на которой проявляются последствия чрезвычайных ситуаций и тарификации заработной платы работников, привлекаемых к расчетам.

Гораздо важнее достигаемая эффективность в учебном процессе, где студенты получают навыки использования микроэвм в практических расчетах, и в социальном плане - так как выигрыш во времени при выработке и принятии решения в чрезвычайных ситуациях по вопросам безопасности жизнедеятельности в конечном счете связан со здоровьем и жизнью большого количества населения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Возможные аварийные ситуации на объектах ядерно-топливного цикла, постоянно возрастающий в дополнение к естественному техногенный радиационный фон, использование радионуклидов в АПК обоснованно требуют изыскания новых методов более эффективного и оперативного прогнозирования опасностей и защиты от них в системе

АПК.

2. Неконтролируемое воздействие ионизирующих излучений на население может привести к различным лучевым поражениям, лучевой болезни и явиться впоследствии с определенной долей вероятности причиной онкологических заболеваний и генетических изменений.

3. Существующие методы оценки мощности дозы радиации, дозо-вых нагрузок, краткосрочное и долгосрочное прогнозирование этих и других параметров радиационной обстановки при чрезвычайных ситуациях техногенного характера с выбросом (угрозой выброса) РВ и методы расчета режимов защиты населения в этих ситуациях базируются на использовании табличных методов, расчетов по формулам, графикам, номограммам, что требует изучения объемных методик и больших затрат времени.

Такие ситуации как прогнозирование обстановки на перспективу на землях, зараженных цезием-137, еще слабо изучены и не освещены в литературе.

4. Методология повышения эффективности прогнозирования опасностей и защиты от них в АПК в ситуациях радиоактивного заражения основана на использовании математического аппарата, описывающего протекающие во времени процессы изменения радиационной обстановки и воздействия радиации на биологические объекты АПК, нахождении алгоритмов и разработке программ для класса портативных компактных и быстродействующих микроэвм, доступных широкому кругу пользователей.

5. Проведены исследования по математическому моделированию процессов, определяющих воздействие и изменение основных факторов радиации при чрезвычайных ситуациях, связанных с выбросов РВ и использованием штатных радиоактивных источников и оптимизация временных параметров при расчете режимов защиты трудовых ресурсов АПК в экстремальных ситуациях.

На основе проведенных исследований и изучения литературных источников разработаны алгоритмы по всем исследованным ситуациям.

6. Разработанные алгоритмы реализованы в следующих программах:

- определение времени ядерного взрыва по двум измерениям уровней радиации;

- определение уровня радиации на 1 час после взрыва, по уровню радиации, измеренному в любое время;

- определение уровня радиации на любое заданное время по известному уровни радиации на 1 час после взрыва;

- определение экспозиционной дозы гамма-излучения до полного распада РВ;

- определение возможных экспозиционных доз при нахождении на местности-зараженной РВ;

- определение допустимой продолжительности пребывания людей на зараженной местности;

- комплексной - по определению шести параметров (уровень радиации на 1 час, уровень радиации на любое заданное время, уровень радиации на момент выпадения РВ, дозы до полного распада, дозы за время пребывания, и допустимой продолжительности пребывания) по результату одного измерения мощности дозы в произвольное время;

- определение возможных радиационных (санитарных и безвозвратных) потерь населения;

- оптимизация временных параметров при расчете режимов защиты населения;

- анализ дозовых нагрузок населения при использовании типовых режимов защиты;

- анализ дозовых нагрузок населения на землях, загрязненных радиоцезием;

- расчет активности, дозы и мощности дозы точечного источника;

- определение устойчивости сельскохозяйственного производства в экстремальных условиях.

Таким образом, впервые создана методология повышения эффективности прогнозирования опасностей и защиты от них в АПК в ситуациях радиоактивного заражения по всему циклу рассматриваемых вопросов.

7. Результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе ряда сельскохозяйственных вузов, штабов по делам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций и могут найти дальнейшее применение в органах управления АПК, на объектах сельскохозяйственного производства, в учреждениях и организациях, использующих в практической работе радиоактивные материалы.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Кукушкин В.Д. Использование программируемых микрокалькуляторов в курсе "Гражданская оборона" //Сборник статей по гражданской обороне N21 (сельскохозяйственный профиль). М.: Госагроп-ром СССР. 1987 г. с. 117-127.

2. Кукушкин В.Д. Использование микроэвм при изучении курса "Гражданская оборона" //Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции. ЯФ ТСХА. 1988 г. Ярославль, 1988 г. с. 178-180.

3. Кукушкин В.Д. Пакет программ оценки радиационной обстановки //Информационный листок N155-88, ЦНТИ. Ярославль, 1988 г. 4с.

4. Кукушкин В.Д. Расчет потерь продукции животноводства в экстремальных условиях на программируемых микрокалькуляторах //Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции ЯФ ТСХА 1989 г. Ярославль, 1989 г. с. 22-24.

5. Кукушкин В.Д. Определение устойчивости отрасли растениеводства и животноводства хозяйства в экстремальных условиях на программируемых микрокалькуляторах. //Информационный листок N443-89, ЦНТИ. Ярославль. 1989 г. 4с.

6. Кукушкин В.Д. Расчет режимов защиты трудовых ресурсов АПК в экстремальных условиях на ПМК. //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции ЯФ ТСХА.- 1990 г.-Ярославль, 1990 г. - с. 19-21.

7. Кукушкин В.Д. Комплексная программа по определению параметров радиоактивного заражения местности на программируемых микрокалькуляторах. //Информационный листок N80-90, ЦНТИ. Ярославль,

1990 Г. Зс.

8. Кукушкин В.Д. Программа для определения режима защиты трудовых ресурсов АПК в экстремальных условиях на ПМК //Информационный листок N81-90, ЦНТИ. Ярославль, 1990 г. - Зс.

9. Кукушкин В.Д. О компьютеризации курса "Гражданская оборона" в сельскохозяйственных вузах //Тезисы доклада всесоюзной учебно-методической конференции. - Днепропетровск, - 1987.

10. Кукушкин В.Д. Оценка радиационной обстановки на микроЭВМ. //Межвузовская научно-методическая конференция. ЛСХИ 1990 г. - Ленинград, 1990.

11. Кукушкин В.Д. Оптимизация временных параметров при расчете режимов защиты сельского населения в условиях радиоактивного заражения местности на программируемых микрокалькуляторах типа "Электроника Б3-34" //Депонировано в ВИНИТИ 03.04.90 г. за Н1755-В90-13С.

12. Кукушкин В.Д. Теоретические основы составления программ по оценке радиационной обстановки на программируемых микрокалькуляторах //Депонировано в ВИНИТИ 03.04.90 г. за М756-В90-27с.

13. Кукушкин В.Д. Оценка радиационной обстановки на агропромышленном объекте //Информационный листок N125-91, ЦНТИ, Ярославль, 1991. -2с.

14. Кукушкин В. Д. Изучение экстремальных ситуаций мирного времени в курсе "Гражданская оборона" //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции. ЯСХИ. - Ярославль. - 1991. -С.116-118.

15. Кукушкин В.Д. К расчету долговременных дозовых нагрузок на землях, загрязненных радиоцезием //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции. ЯСХИ. - Ярославль. - 1991. С. 69-70.

16. Кукушкин В.Д. Особенности сельскохозяйственного производства на землях, загрязненных радиоцезием в связи с аварией на Чернобыльской АЭС //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции. ЯСХИ. - Ярославль. - 1991. С. 5 (программа конференции) .

17. Кукушкин В. Д. Комплексный метод оценки радиационной обстановки на микроэвм в курсе "Безопасность жизнедеятельности" //Пути обеспечения безопасности жизнедеятельности в АПК: Сборник научных трудов. С. - ПГАУ - Санкт-Петербург - Пушкин, - 1991. -С. 52-56.

18. Кукушкин В.Д. Анализ дозовых нагрузок населения при использовании типовых режимов защиты //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции. ЯСХИ. - Ярославль. - 1992 г. -С. 164-169.

19. Кукушкин В. Д. Основные направления компьютеризации учебного процесса на кафедре безопасности жизнедеятельности //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции Костромского СХИ. - Кострома. - 1992. - С.25.

20. Кукушкин В.Д. Использование микроэвм в курсе безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции ЯРГУ. - Ярославль. -1992 . - С.77,

21. Кукушкин В. Д. Анализ дозовых нагрузок на землях, загрязненных радиоцезием //Охрана труда работников АПК в условиях перехода к рыночным отношениям: Сб.науч.тр. С. - ПГАУ - Санкт-Петербург, 1992. - С.18-21.

22. Кукушкин В.Д. Оценка экспозиционной дозы от точечного источника радиации //Пути повышения безопасности в агропромышленном производстве: Сб.науч.тр. С - ПГАУ. - Санкт-Петербург, 1993. - С. 9-12.

23. Кукушкин В. Д. Методы расчета активности, дозы, мощности дозы точечного источника радиации на микроэвм //Тезисы доклада межвузовской научно-методической конференции ЯСХИ. - Ярославль. -1994. - С.164.

24. Кукушкин В.Д. Методические указания к выполнению курсовой работы по обеспечению устойчивого функционирования объектов сельскохозяйственного производства в экстремальных условиях //Учебно-методическая разработка. - М.: ТСХА, - 1987. - 42с.

25. Кукушкин В.Д. Методические рекомендации для проведения

практического занятия "Решение типовых задач по оценке радиационной обстановки" //Учебно-методическая разработка, - ЯФ ТСХА, -Ярославль, - 1990. - 32с.

26. Кукушкин В.Д., Рожнов В.В. Методические указания к выполнению курсовой работы по обеспечению безопасности жизнедеятельности и устойчивости функционирования объектов АПК в чрезвычайных ситуациях //Учебно-методическая разработка, - М.: ТСХА, -

1993. - 38с.

27. Кукушкин В. Д., Нечиталюк Н.А., Шкрабак В,С, Использование математических методов и вычислительной техники в профилактике травматизма и анализе факторов, влияющих на безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях //Программа дисциплины для сельскохозяйственных вузов по специальности 32.01 "Безопасность жизнедеятельности", - ЯСХИ. - Ярославль, - 1994. (рукопись) - Юс.

28. Кукушкин В. Д. Определение потерь продукции растениеводства и животноводства в экстремальных условиях на 'Программируемых микрокалькуляторах //Депонирована в ВИНИТИ за Ш59ВС-90 /Рефер. журнал "Экономика и организация агропромышленного производства" Мб, 1990 г. - 8с.

29. Кукушкин В.Д. Анализ радиационных дозовых нагрузок операторов газовых котельных //Современные проблемы безопасности в АПК и пути их решения: Сб.науч.тр. С - ПГАУ - Санкт-Петербург

1994. С. 72-73.

30. Кукушкин В.Д. Макет радиационной линейки для обучения оценке радиационной обстановки на сельскохозяйственных объектах // Информ. листок N445-89, ЦНТИ, Ярославль, 1989. - 4с.

31. Кукушкин В.Д. Комплект методических указаний к проведению занятий по обучению работе с дозиметрической аппаратурой (рентгенометр ДП-5В, комплект измерителей дозы ДП-22В, дозиметр ДРГ-05) //Информ. листок N444-89, Ярославль, 1989. - 2с.

32. Кукушкин В.Д. Основные направления совершенствования обучения студентов по гражданской обороне в сельхозвузе. //Тезисы докладов межвузовской научной конференции. ЯФ ТСХА. 1990. Ярое-

лавль, 1990. С.144-146.

33. Кукушкин В. Д. Организация и методика выполнения студентами курсовой работы по гражданской обороне //Сборник статей по Гражданской обороне (с-х профиль) N24. Госкомиссия СМ СССР по продовольствию и закупкам. Гл. упр. высш. уч. заведений. Волгоград, 1989. С.70-74.

34. Кукушкин В.Д. Организация, планирование и проведение занятий по гражданской обороне со студентами заочного отделения //Сборник статей по гражданской обороне N26 (с-х профиль). Министерство сельского хозяйства и продовольствия СССР. Гл. упр. высш. уч. заведений. Москва, 1991. С.45-49.

35. Кукушкин В.Д. Изучение курса безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях на заочном отделении сельхозвуза //Тезисы (том 1) учебно-методической конференции "Новые формы и методы обучения студентов" Костромской СХИ. 1993 г. Кострома. 1993. С. 165-166.

36. Кукушкин В.Д. Методические указания к практическому занятию "Подготовка дозиметра ДРГ-05 к работе и проведение измерений" //Учебно-методическая разработка. - Ярославль: ЯФ ТСХА -1988. - 12с.

37. Кукушкин В.Д. Методические рекомендации для выполнения контрольной работы по Гражданской обороне студентами заочного отделения с.-х. вузов //Учебно-методическая разработка. - Ярославль: ЯФ ТСХА - 1989 - 40с.

38. Кукушкин В.Д. Методические указания к лабораторной работе "Радиационная экспертиза объектов ветеринарного надзора радиометром КРК-1" //Учебно-методическая разработка. - Ярославль: ЯГС-ХА - 1996. - 11с.

39. Кукушкин В.Д. Методические указания "Расчет получения нормативно-чистой продукции животноводства на землях с повышенным содержанием радиоцезия //Учебно-методическая разработка. - Ярославль: ЯГСХА - 1996. - 8с.

40. Кукушкин В.Д. Методические рекомендации для выполнения контрольной работы по курсу "Сельскохозяйственная радиобиология"

для студентов заочного отделения зооинженерного факультета //Учебно-методическая разработка. - Ярославль: ЯГСХА - 1996. -9с.

41. Кукушкин В. Д. Методические указания к лабораторной работе "Измерение и анализ дозовых нагрузок естественного и техногенного радиационного фона и оценка радиоактивной зараженности продуктов питания дозиметром ПТФ-02" //Учебно-методическая разработка. - Ярославль: ЯГСХА - 1996. - 8с.

42. Кукушкин В.Д. Методика исследования и анализ фоновых радиационных полей //Материалы докладов межвузовской научной конференции. ЯГСХА - Ярославль 1995. С.125-126.

43. Кукушкин В. Д. Экспрессные методы определения суммарной радиоактивности кормов и продуктов животноводства радиометром СРП-68-01 //Методические указания к лабораторной работе. ЯГСХА -Ярославль 1996. 12с.

44. Кукушкин В.Д. Определение времени начала работ в зоне радиоактивного заражения //Материалы межвузовской научной конференции. ЯГСХА - Ярославль 1996. С.50-53.

45. Кукушкин В.Д. К изучению факторов радиационной опасности в сельхозвузе //Охрана труда работников АПК: Сб.науч.тр. С - ПГАУ - Санкт-Петербург 1996 г. С.90-91.

46. Шкрабак B.C., Кукушкин В.Д. Выявление и анализ техногенных радиационных аномалий //Охрана труда работников АПК: Сб.науч. тр. С - ПГАУ - Санкт-Петербург 1996 г. С.113-116.

47. Шкрабак B.C., Кукушкин В.Д. Определение безопасного времени начала работ в ситуациях радиоактивного заражения //Охрана труда работников АПК: СО.науч.тр. С - ПГАУ - Санкт-Петербург 1996 г. С. 102-103.

48. Кукушкин В. Д. К оценке радиационной безопасности местности. //Охрана труда работников АПК: Сб.науч.тр. С - ПГАУ - Санкт-Петербург, 1996. С.125-128.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Работа доцента Ярославской ГСХА Кукушкина В.Д. "Методология повышения эффективности прогнозирования опасностей и защиты от них в АПК в ситуациях радиоактивного заражения".

1. Александров А. П. и др. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. М.: Знергоатомиздат, 1984. - 312с.

2. Акимов Н.И., Ильин В.Г. Гражданская оборона на объектах сельскохозяйственного производства. - М.: Колос, 1984. - 335с.

3. Атоманюк В.Г. и др. Гражданская оборона: Учебник для втузов. М. : Высшая школа, 1986. - 207с.

4. Баженов Л.А. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества: Справочное издание Л.: Химия. 1990. - 464 с.

5. Барабой В. А. Радиация и человек. К.: Знание, 1987. - 8с.

6. Белов'А.Д., КиршинВ.А. Ветеринарная радиобиология. - М.: Агропромиздат, 1987.

7. Белозеров Я.Е., Несятов Ю.К. Внимание! Радиоактивное заражение! М.: Воениздат, 1982. - 96с.

8. Василевский М.Л. Защита сельскохозяйственных животных и птиц от оружия массового поражения. - М. : Колос, 1979. - 248с.

9. Велихов Е.П. Климатические и биологические последствия 'ядерной войны. М.: Знергоатомиздат, 1987. -288с.

10. Возник Я.Я. и др. Чернобыль: события и уроки. - М.: Политиздат, 1989. - 278с.

11. Гусев Н.Г. Справочник по радиоактивным измерениям и защите. - М.: Медгиз, 1956. - 128с.

12. Действие ядерного оружия. Пер. с английского. - М.: Воениздат, 1965.

13. Демиденко Г.П. и др. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения: Справочник - К.: Вища школа. 1987. - 256с.

14. Дуриков А.П. Оценка радиационной обстановки на объекте народного хозяйства. - М.: Воениздат, 1982. - 96с.

15. Дьяконов В.П. Справочник по расчетам на микрокалькулято-

pax. M.: Наука, 1985. - 224 с.

16. Егоров П.Т. и др. Гражданская оборона. - М.: Высшая школа. 1977.

17.Ивашкин Ю.А. Вычислительная техника в инженерных расчетах. - М. : Агропромиздат, 1989. - 335с.

18.Израэль Ю.А. и -др. Радиоактивное загрязнение природных сред в зоне аварии на Чернобыльской атомной электростанции. - М.: Гидрометеоиздат, 1987. - 58с.

19. Ильин В.Г.. Серухов И.Л. Ведение сельскохозяйственного производства и специальных работ при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС на объектах агропромышленного комплекса: Методические указания. - М.: МВА, 1988. - 80с.

20. Каушанский Д. А. Атом и сельское хозяйство. - М.: Колос. 1981. - 159с.

21. Кириллов В.Ф., Черкасов Е.Ф. Радиационная гигиена: Учебник. - М.: Медицина, 1982. - 248с.

■ 22. Криворуцкий Д.А. и др. Действие ионизирующей радиации на биогеоценоз. - М.: Наука, 1988. -240с.

23. Кузин A.M., Березина Н.М. Атомная энергия в сельском хозяйстве. - М.: Атомиздат, 1966. - 92с.

24. Куркин.Б.А. Бремя "мирного" атома. - М.: Молодая гвардия, 1989. - 269с.

25. Максимов М.Т., Оджагов Г. 0. Радиоактивные заражения и их измерения. Учебное пособие - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 224с.

26. Матвеев Л.В., Рудик А.П. Почти все о ядерном реакторе. -М.: Энергоатомиздат, 1990 - 240с.

27. Мясников В.В. Защита от оружия массового поражения. -М.: Воениздат, 1989. - 398с.

28. Неро Э.В. Загрязнение воздуха в помещениях //В мире науки. 1988. N7. с.6-13.

29. Николаев Н.С. и др. Гражданская оборона на объектах агропромышленного комплекса. - М.: Агропромиздат, 1990. - 351с.

30. Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87 и основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими ис-

точниками ионизирующих излучений ОСП-72/87. - М.: Энергоатомиз-дат, 1988. - 160с.

31. Радиация. Дозы, эффекты, риск. Перевод с английского -М.: Мир, 1990. - 80с.

32. Рачинский В.В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве: Учебное пособие для вузов. - М.: Атомиздат, 1986. - 384с.

33. Русак О.Н. Теоретические начала безопасности жизнедеятельности. Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций. Санкт-Петербург, 1993. - 86с.

34. Савельев А. Я. Электронные вычислительные машины: В 8-ми кн. - М.: Высшая школа, 1987. - 1200с.

35. Сердюкова А.С., Капитонов Ю. Т. Изотопы радойа и продукты их распада в природе. - М.: Атомиздат, 1975. - 296с.

36. Торопов И.К. Основы безопасности жизнедеятельности. Учебное пособие. Санкт-Петербург, 1992. - 176с.

37. Федоров Н. Д. Краткий справочник инженера-физика. - М.: Госатомиздат, 1961. - 508с.

38. Шелест А.Е. Микрокалькуляторы в физике. Справочное пособие . - М.: Наука. 1988. - 272с.

39.- Шкрабак B.C., Казлаускас Г.К. Охрана труда. - К.: Агроп-ромиздат, 1989. - 480с.

40. Штернберг Л.Ф. Программирование на микрокалькуляторе. М.: Просвещение, 1988. - 160с.

Заказ 330.Тираж 100. Отпечатано в типографии Ярославского технического университета, ул.Советская,14а.