РОЗВИТОК НАУКОВИХ ОСНОВ СТВОРЕННЯ ЗАХИСНОГО ОДЯГУ ДЛЯ ПРАЦІВНИКІВ АТОМНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, її зв’язок з науковими програмами, темами, планами, поставлено мету і сформульовано завдання досліджень. Обґрунтовано наукову новизну і практичне значення винесених на захист положень, наведено відомості про апробації та публікації результатів досліджень, а також викладено загальну характеристику дисертації.

У першому розділі наведено результати аналізу умов праці та безпеки на АЕС, проаналізовано склад і рівень впливу НШВЧ на працівників, розглянуто структуру наявної системи індивідуального захисту з оцінкою пов’язаних з нею проблем. Проаналізовано принципові питання методологічного характеру, які визначають спрямованість роботи загалом.

Проблему зниження професійних захворювань і травматизму в умовах економії сировинних, трудових і грошових ресурсів на АЕС можна вирішувати через впровадження нових і вдосконалення наявних ЗІЗ. Відповідно до рекомендацій Inte ational Atomic Energy Agency і державних нормативних документів для захисту персоналу АЕС потрібно створити ефективні комплекти ЗІЗ, які передбачають захист усього працівника – тіла, голови, органів дихання, рук, ніг – відповідними засобами. Комплект ЗІЗ розглядаємо як єдине ціле, оскільки забруднення або опромінення будь-якої ділянки тіла призводить до ураження працівника.

Система індивідуального захисту вирішує три основні завдання: відповідність початковим вимогам, встановленим на основі аналізу умов праці; забезпечення базового рівня показників захисту і надійності; мінімізація додаткових загроз здоров’ю і ризиків травматизму працівників у використанні. Тому вибір форми і конструкції ЗО як основного складника комплекту визначається взаємним впливом завдань, які вирішуються. Ефективність прийнятих рішень залежить від урахування основних чинників: складу НШВЧ; характеристик матеріалів; топографії дії на поверхню навантажень; способи потрапляння шкідливих речовин в організм; енерговитрат для характерних рухів; параметрів конструкцій; технологій виготовлення; умов і режимів використання.

Аналіз наявних матеріалів і конструкцій ЗО засвідчив, що вони не можуть забезпечити надійний захист працівників АЕС від низки НШВЧ, передусім від впливу зовнішнього іонізуючого випромінювання, пилу та аерозолів з радіонуклідами, розчинів радіоактивних речовин. Умови використання ЗО передбачають високий рівень надійності, проте проблеми, пов’язані з параметричною її оцінкою, досі однозначно не вирішено. Наявні вимоги до рівня надійності ЗО мають достатньо невизначені межі залежно від функціонального призначення, не враховують можливих наслідків виникнення відмов і термінів використання ЗО. Під час використання ЗО існує висока ймовірність виникнення додаткових ризиків, зумовлених електризацією матеріалів та порушенням теплового стану працівника. Аналіз завдань, пов’язаних з розрахунками теплових полів і ЕСП у неоднорідному середовищі, показав, що частина залежностей для параметрів стану є нелінійними функціями, а процеси, що відбуваються, є нестаціонарні. Припущення про стаціонарність і лінійність функцій, з урахуванням обмежувальних умов може призвести до виходу з області допустимих рішень.

Аналіз великої кількості завдань, що виникають під час розроблення захисних комплектів, засвідчив, що для них характерна висока розмірність, зумовлена відсутністю інтегральних критеріїв якості матеріалів і конструкцій та аналітичних методів їх кількісної оцінки з урахуванням імовірного характеру чинників, які на них впливають. Об’єктивні труднощі інформаційного забезпечення, які через високий ступінь невизначеності умов використання і розмаїття конструкцій, матеріалів і технологій виготовлення ЗО важко подолати, зумовили методологічні принципи їх проектної розробки. Під час орієнтації на прийняту в роботі концепцію, засновану на ергатичному оптимальному управлінні, використано теорію математичного моделювання з розробкою детермінованих моделей з імовірнісно-визначеною інформацією, які є основою для досягнення вказаної мети. Потреба прийняття рішень на основі багатокритеріального аналізу зумовлює системний і комплексний підхід для загального вирішення всіх окреслених завдань, що знайшло своє відображення в роботі.

Прагнення до комплексного вирішення наражається на труднощі узгодження суперечливих вимог між технічними, економічними і нормативними показниками. Так, забезпечення захисних властивостей і підвищення довговічності призводить до зростання статичних навантажень, ускладнення рухів, погіршення теплообмінних процесів, збільшення вартості. ЗО є масовим видом продукції, вартість якої великою мірою визначається попитом. Тому під час постановки завдань, вибору моделей і розробки розрахункових методів виникає потреба звернутися до теорії оптимізації, елементи якої використано в роботі.

Проблеми, які виникли під час орієнтації на методи оптимізації, пов’язані з відсутністю математичних моделей і параметричних залежностей, що ускладнює аналітичне або логічне подання цільової функції та обмежень. У задачах оптимізації більшість змінних управління і всі обмеження мають дискретний характер, що зумовлено наявними принципами нормування показників ЗО. За таких особливостей математичним апаратом вибрано методи дискретної та нелінійної оптимізації, які не потребують аналітичного завдання цільової функції та обмежень для отримання обґрунтованих та однозначних рішень.

Викладені результати аналізу дали можливість визначити мету і завдання досліджень.

Другий розділ присвячено теоретичному обґрунтуванню створення ізолювального ЗО від радіоактивних забруднень, який використовують у контрольованих зонах АЕС, захищаючи працівників від впливу сухих і рідких фіброгенних виробничих забруднень. Здатність ЗО відповідати своєму призначенню залежить від властивостей матеріалу, з якого його виготовлено. Для виготовлення засобів захисту (одягу, взуття, рукавиць) розроблено рецептури полівінілхлорид (ПВХ)-пластикатів.

ПВХ-пластикати еластичні, прозорі або кольорові (жовті, зелені, сині) різної товщини: 0,1…0,15 мм для ЗО, 0,3 мм – для рукавиць, 0,5 мм – для взуття. Матеріали великою мірою задовольняють умови використання на АЕС, що підтверджено результатами лабораторних досліджень і дослідним періодом експлуатації, і порівняно з наявними іноземного виробництва мають низку переваг: радіоактивні речовини не проникають в їх структуру; невисока жорсткість (4–6 сН) забезпечує виробам формостійкість; не змінюються захисні властивості після багаторазової (до 20 циклів) дезактивації; забезпечує масу захисного комплекту від 600 до 1200 г за поверхневої густини матеріалу до 450 г/м²

Експериментально досліджено захисні властивості ПВХ-пластикатів від α-, β-випромінювань, які створюють радіонукліди плутонію, цезію, стронцію та ітрію.