Введение
ЧАСТЬ 1. Математическое моделирование процессов взаимодействия и переноса излучения в однородных и неоднородных средах 18
1. Численные методы расчета глубокого проникновения излучения. 20
1.1. Обзор основных методов решения задач глубокого проникновения 20
1.2. Sn-метод в расчетах поля гамма-излучения 23
1.2.1. Алгоритм численной реализации Sn-метода 23
1.2.2. Влияние факторов, обусловленных численной реализацией Sn-метода при применении его к задачам о глубоком проникновении 26
1.3. Метод монте-карло в расчетах поля излучения при глубоком проникновении гамма-квантов 32
1.3.1. Математическая формулировка моделирования процесса переноса гамма-квантов в веществе с помощью метода Монте-Карло 32
1.3.2. Оценки поля излучения на больших расстояниях от источника 34
1.3.3. Вычисление плотности потока в точке 39
2. Исследование поля гамма-излучения с использованием рассматриваемых численных методов 43
2.1. Метод Монте-Карло в задачах глубокого проникновения гамма-квантов в однородных средах 43
2.2. Метод Монте-Карло в задачах прохождения гамма-излучения в протяженных блоках защиты с ограниченными поперечными размерами 47
2.3. Sn-метод в задачах глубокого проникновения гамма-квантов в однородных средах 50
2.3.1. Факторы накопления гамма-излучения 52
2.3.2. Энергетические и угловые распределения плотности потока гамма-излучения за водяными барьерами различной толщины 53
2.3.3. Дифференциальные энергетические распределения гамма-излучения 61
2.3.4. Угловое распределение мощности дозы гамма-излучения 65
2.4. Физические процессы и их роль в переносе гамма-излучения 68
2.4.1. Вклад аннигиляционного излучения 69
2.4.2. Роль учета тормозного излучения 70
2.4.3. Учет процесса когерентного рассеяния 74
2.4.4. Роль учета флуоресцентного излучения 76
2.4.5. Учет эффектов поляризации гамма-излучения 77
3. Анализ обусловленных учетом трехмерной геометрии возмущений поля излучения внутри облучаемого снаружи помещения конечного объема 81
3.1. Модель учета влияния неодномерности объекта в расчетах поля излучения внутри него.83
3.1.1. Геометрическая модель 83
3.1.2. Математическая модель 83
3.2. Эффективность метода и его экспериментальное обоснование 85
3.3. Выводы по первой части 88
ЧАСТЬ 2. Математическое моделирование радиационного воздействия атомных объектов в проблеме безопасности морской среды 91
4. Источники радиоактивного загрязнения морской среды 92
4.1. Защитные барьеры АОМТ относительно выхода радионуклидов во внешнюю среду 92
4.2. Процессы переноса радионуклидов через защитные барьеры 94
4.3. Производительности источника выхода радионуклидов 102
5. Распространение радионуклидов в морской среде 105
5.1. Уравнения переноса радионуклидов в морской воде 106
5.2. Уравнение переноса радионуклидов в донных осадках 113
5.3. Граничные условия на границе дно-вода 116
5.4. Определение коэффициентов уравнений по экспериментальным данным 119
5.4.1. Коэффициенты турбулентного обмена 120
5.4.2. Коэффициенты распределения 121
5.4.3. Скорость осаждения взвеси 122
5.4.4. Эффективная скорость осаждения взвеси и скорость осадконакопления 123
5.4.5. Коэффициенты диффузии в донных осадках 125
5.5. Применение уравнений переноса радионуклидов 127
5.5.1. Перенос радионуклидов в придонном слое 127
5.5.2. Перенос радионуклидов в толще морской среды 128
6. Критерии допустимого техногенного загрязнения морской среды и радиационные последствия затопления АОМТ 143
6.1. Особенности облучения человека, связанного с загрязнением морской среды 144
6.2. Допустимое радиоактивное загрязнение воды в районах морского промысла 145
6.3. Допустимые уровни техногенного радиоактивного загрязнения воды бухт и эстуариев при эксплуатации АОМТ 152
6.4. Радиационные последствия затопления АОМТ 159
6.4.1. Положение границы зоны радиоактивного загрязнения 162
6.4.2. Радиационные последствия затопления атомного судна в море 163
6.4.3. Радиационные последствия затопления судна АТО 170
6.5. Выводы по второй части 174
ЧАСТЬ 3. Математическое моделирование радиационного воздействия предприятий атомного судостроения на персонал, население и окружающую среду 178
7. Методы расчетов радиационных последствий аварий 180
7.1. Состав комплекса методов расчета 180
7.2. Исходные данные комплекса методов расчета 182
7.3. Моделирование состояния аварийного объекта в зависимости от типа аварии и сценария ее протекания 184
7.3.1. Расчет термодинамических параметров среды в аварийных помещениях 184
7.3.2. Состояние радиационно-опасного оборудования и систем при затоплении и внешних воздействиях 186
7.4. Определение характеристик источника радионуклидов 187
7.4.1. Расчет накопления продуктов деления в активной зоне 187
7.4.2. Расчет энерговыделения при СЦР 189
7.5. Перенос активности по помещениям, утечка в окружающую среду 192
7.5.1. Концентрация радионуклидов в защитной оболочке и смежных помещениях 192
7.5.2. Перенос радионуклидов внутри затопленных атомных объектов 194
7.6. Рассеяние и осаждение радионуклидов при их выбросах в атмосферу 195
7.6.1. Приземные концентрации и плотность отложения радионуклидов на поверхность при постоянных выбросах 195
7.6.2. Рассеяние и осаждение радионуклидов при аварийных выбросах 197
7.6.3. Концентрация радионуклидов в факеле выброса в окружающую среду 200
7.7. Радиационная обстановка в помещениях корабля и в окружающей среде 202
7.7.1. Метод расчета дозы гамма-излучения в помещениях корабля 202
7.7.2. Облучение от выброса радионуклидов в окружающую среду 204
8. Радиационные последствия аварий на предприятиях атомного судостроения и судоремонта 211
8.1. Последствия аварии с потерей теплоносителя на корабле с ЯЭУ 212
8.2. Последствия при падении перегрузочного контейнера при выгрузке ОЯТ 214
8.2.1. Выгрузка ОЯТ из утилизируемой АПЛ 214
8.2.2. Выгрузка ОЯТ из ремонтируемой АПЛ 215
8.3. Пожар в энергетическом отсеке утилизируемой АПЛ и в хранилище ЖРО 215
8.3.1. Локальный пожар в энергетическом отсеке утилизируемой АПЛ 217
8.3.2. Общий пожар в энергетическом отсеке утилизируемой АПЛ 219
8.3.3. Пожар в хранилище ЖРО 220
8.4. Аварийный выброс газа из системы газа высокого давления АПЛ 221
8.5. Аварии с выходом радионуклидов в акваторию 222
8.5.1. Несанкционированный сброс в акваторию ЖРО 222
8.5.2. Затопление АПЛ с не выгруженной активной зоной 222
8.5.3. Затопление спецтанкера в акватории предприятий 225
8.5.4. Разрушение хранилища ЖРО 225
8.6. Радиационные последствия выброса при СЦР 226
8.7. Оценка масштаба радиационных последствий аварий 229
8.7.1. Оценка масштабов аварий в соответствии со шкалой МАГАТЭ 229
8.7.2. Радиационный риск аварий с воздушным выбросом радионуклидов 234
8.8. Зона радиационной аварии 236
8.9. Выводы по третьей части 243
9. Заключение 245
