Чрезвычайные ситуации

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО  «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

БОБРУЙСКИЙ  ФИЛИАЛ

 

 

 

Контрольная работа

Вариант 2

 

По предмету: ЧС

 

 

 

Подготовила студент  1 курса                                                            Чайковский Влад

Гр. М-121

Проверил                                                                                                           Смоглюков В. Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

Бобруйск, 2012

 

 

1. Радиоактивное излучение  возникает при самопроизвольном  распаде атомного ядра. Известно  несколько типов радиоактивного  распада и радиоактивного излучения.

1) б - Распад. Распад ядра с выделением б - частиц, которые являются ядрами He2+. Например,

 

Ra → Rn + He ; U → Th + б (He)

 

В соответствии с законом  радиоактивного смещения, при б - распаде получается атом, порядковый номер которого на две единицы, а атомная масса на четыре единицы меньше, чем у исходного атома.

2) в - Распад. Различают несколько видов в - распада: электронном в - распаде, например,

 

Sn → Y + в; P → S + в

 

Нейтрон внутри ядра превращается в протон. При испускании отрицательно заряженной в - частицы порядковый номер элемента возрастает на единицу, а атомная масса практически не меняется.

При позитронном в - распаде из атомного ядра выделяется позитрон (в - частица), а потом внутри ядра превращается в нейтрон. Например:

Na → Ne + в

 

Продолжительность жизни  позитрона невелика, так как при  столкновении его с электроном происходит аннигиляция, сопровождающаяся испусканием  г-квантов.

3) При К-захвате ядро  атома захватывает электрон из  близлежащей электронной оболочки (из К-оболочки) и один из протонов  ядра превращается в нейтрон.  Например,

 

Cu→Ni+n K + e= Ar + hv

 

На свободное место  в К-оболочке переходит один из электронов внешней оболочки, что сопровождается испусканием жёсткого рентгеновского излучения.

Спонтанное деление. Оно  характерно для элементов периодической  системы Д. И. Менделеева с Z>90. При спонтанном делении тяжёлые атомы делятся на осколки, которыми обычно являются элементы середины таблицы Л. И. Менделеева. Спонтанное деление и б - распад ограничивают получение новых трансурановых элементов.

Поток б и в - частиц называют соответственно б и в - излучением. Кроме того, известно г-излучение. Это электромагнитные колебания с очень короткой длиной волны. В принципе, г-излучение близко к жёсткому рентгеновскому и отличается от него своим внутриядерным происхождением. Рентгеновское излучение при переходах в электронной оболочке атома, а г-излучение испускает возбуждённые атомы, получившиеся в результате радиоактивного распада (б и в).

В результате радиоактивного распада получаются элементы, которые  по заряду ядер (порядковому номеру) должны быть помещены в уже занятые  клетки периодической системы элементами с таким же порядковым номером, но другой атомной массой. Это так  называемые изотопы. По химическим свойствам  их принято считать неразличимыми, поэтому смесь изотопов обычно рассматривается  как один элемент. Неизменность изотопного состава в подавляющем большинстве химических реакций иногда называют законом постоянства изотопного состава. Например, калий в природных соединениях представляет собой смесь изотопов, на 93,259% из 39 К, на 6,729% из 41 К и на 0,0119% из 40 К (К-захват и в - распад). Кальций насчитывает шесть стабильных изотопов с массовыми числами 40, 42,43,44,46 и 48. В химико-аналитических и очень многих других реакциях это соотношение сохраняется практически неизменным, поэтому для разделения изотопов химической реакции обычно не применяются. Чаще всего для этой цели используются различные физические процессы – диффузия, дистилляция или электролиз.

Единицей активности изотопа  является беккерель (Бк), равный активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1с происходит один акт распада.

 

 

2. β Позитронный распад — тип бета-распада, также иногда называемый «бета – плюс -распад» (β+ - распад), «эмиссия позитронов» или «позитронная эмиссия». В β+ - распаде один из протонов ядра превращается посредством слабого взаимодействия в нейтрон, позитрон и электронное нейтрино. Многие изотопы испускают позитроны, в том числе углерод-11, азот-13, кислород-15, фтор-18, иод-121. Позитронный β+ - распад наблюдается у некоторых искусственных радиоактивных изотопов, у которых в ядре имеется излишек протонов. Он характерен для 11 % радиоактивных изотопов, находящихся в первой половине таблицы Д.И.Менделеева (Z<45). При позитронном β - распаде один из протонов превращается в нейтрон, заряд ядра и, соответственно, атомный номер уменьшаются на единицу, а массовое число остается без изменений. Ядро испускает позитрон и нейтрино.

 

Позитрон, вылетев из ядра, срывает с оболочки атома «лишний» электрон или взаимодействует со свободным электроном, образуя пару «позитрон-электрон», которая мгновенно  превращается в два γ - кванта с  энергией, эквивалентной массе частиц. Процесс превращения пары «позитрон-электрон»  в два γ -кванта получил название аннигиляции (уничтожения), а возникающее электромагнитное излучение - аннигиляционного. В данном случае происходит превращение одной формы материи (частиц вещества) в другую - γ – фотоны.

 

Например, в следующем  уравнении рассматривается превращение  посредством β+ - распада углерода-11 в бор-11 с испусканием позитрона e+ и электронного нейтрино νe:

 

 

Процесс позитронного распада  всегда конкурирует с электронным  захватом, который имеет энергетический приоритет, но как только энергетическая разница исчезает, коэффициент ветвления  реакции сдвигается в сторону  позитронного распада. Для того, чтобы позитронный распад мог происходить, разница между массами распадающегося и дочернего атомов Qβ должна превосходить удвоенную массу электрона (то есть Qβ > 2me = 2×511 кэВ = 1022 кэВ). В то же время электронный захват может происходить при любой положительной разнице масс.

 

Спектр кинетической энергии  позитронов, испускаемых ядром в  позитронном распаде, непрерывен и  лежит в диапазоне от 0 до Emax = Qβ − 2me. В этом же диапазоне лежит энергия излучаемых нейтрино. Сумма кинетических энергий позитрона и нейтрино равна Emax. Позитрон почти мгновенно аннигилирует с одним из электронов окружающего распавшийся атом вещества, излучая два аннигиляционных гамма-кванта с энергией 511 кэВ и противоположно направленным импульсом. Детектирование таких гамма-квантов позволяет легко восстановить точку аннигиляции, поэтому изотопы, испытывающие позитронный распад, используются в позитронно-эмиссионной томографии.

 

 

3. Ёмкость с жидким хлором, находящаяся под давлением, была разрушена, масса хлора - 25т. Определите глубину зоны возможного заражения и постройте карту прогноза,  если с момента аварии прошёл 1 час, скорость ветра составляет 5 м/с, направление ветра – восточное, вертикальная устойчивость атмосферы – изотермия, температура воздуха равна 0⁰С.

Дано:                    Решение

m = 25т     1) Э₁ = K₁ × K₃ × K₅ × K₇ × m

t = 1ч

t^о = 0⁰С     m = 25т (Масса хлора)

υ = 5 м/с     K₁ = 0,18 (Коэффициент условий хранения СДЯВ)

    K₃ = 1 (Степень опасности (токсодоза))

Э₁ – ?     K₅ = 0,23 (Коэффициент учитывающий степень устойчивости             

                       атмосферы)

Т_и – ?     K₇ = 0,6 (Температура воздуха)

Э_z – ?

Г_общ – ?         2) T_и =   (Время испарения хлора во вторичном облаке)

 

                      K₂ = 0,053 (Физико-химические свойства СДЯВ)

    K₄ = 2,34 (Скорость ветра)

    K₆ = 1ч (Время после разрушения)

    h = 0,05 м (Высота слоя СДЯВ)

    p = 1,553 (плотность СДЯВ)

 

    3) Э_z = × m

                      4) Определение глубины зоны возможного заражения от       

                           первичного облака.

                     5) Определение глубины зоны возможного заражения от

                           вторичного облака.

                     6) Определение общей глубины зоны возможного заражения.

                           Г_общ = Г' + 0,5Г''

                     

1. Э₁ = 0,18 × 1 × 0,23 × 0,6 × 25 = 0,621т
2. T_и = = 0,6 ч
3. Э_z = × 25 = 7,53 т
4. Г' = 3,75 + = 4,65 км
5. Г'' = 1,19 + = 1,3 км
6. Г_общ = 4,65 + 0,5 × 1,3 = 5,3 км

 

 

 

 

 

 

 

Масштаб: 1мм = 200м

 

 

 

 

 

 

 

4. Рассчитать избыточное давление во фронте ударной волны на расстоянии 160м, если взорвался склад с 80т аммиачной селитры, коэффициент усиления 1,8, коэффициент ослабления валом склада и стенами 1,2. Оцените характер предполагаемых разрушений бетонных, кирпичных и деревянных конструкций, а так же степень поражения человека.

 

Дано:              Решение

R = 160м

m = 80т        Q =

Q_ас = 1440 кДж/кг

Q_тнт = 4200 кДж/кг       C =

К_{усиления} = 1,8

К_{ослабления} = 1,2        R_n =

        ∆P₁ =

∆P₁ – ?

∆P₂ – ?

∆P₃ – ?       Q = = 0,34тр

 

                                       С = = 40800 кг/тр

 

                                       R₁ = = 4,647

                                       ∆P₁ = = 0,038 МПа = 38 кПа

 

Оценка степени разрушения от взрыва: Разрушение зданий с металлическим или железобетонным каркасом, разрушение бетонных и железобетонных зданий, кирпичных складских зданий, деревянных домов. Повреждения человека средней степени тяжести, вывихи, переломы, контузия.