Введение к работе
Актуальность темы. Особую опасность в техногенной сфере представляют аварии на радиационно-опасных объектах. Их следствием может являться гибель людей, значительный материальный ущерб и пролонгированный характер последствий. Наиболее показательным примером такой аварии является Чернобыльская катастрофа. Не исключена опасность возникновения пожаров и взрывов на транспорте при перевозке радиоактивных веществ. Эффективность действий личного состава пожарно-спасательных подразделений при тушении пожаров и ликвидации аварий на радиационно-опасных объектах зависит от уровня обеспечения безопасных условий работы. Непосредственно после радиационной аварии для ограничения её масштабов, спасения людей и материальных ценностей, когда уровни излучений весьма неравномерны и не определены, а дозы трудно прогнозируемы, использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) является одним из обязательных условий сохранения здоровья, и жизни людей. При этом доказана возможность и необходимость создания носимой защиты от сочетанного облучения, в том числе от «мягкого» компонента гамма и рентгеновского излучений. В целом такой вид излучения по интенсивности составляет не менее 49% от всей совокупности фотонных излучений, сопровождающих распад продуктов деления.
Основным СИЗ для этих условий является автономный изолирующий костюм с пассивной тепловой защитой.
Постановка и различные аспекты решения проблемы работы человека в условиях воздействия опасных факторов пожара и ионизирующего излучения, обеспечения безопасных условий труда, в том числе, за счёт использования различных СИЗ отражены в работах Н.П. Копылова, А.К. Микеева, СМ. Городинского, Б.А. Бенецкого, Е.Е. Гогина, Г.А. Перцовского, В.И. Логинова, С.В, Резниченко, Ч. Л. Данхема, Е.П. Кронкайта, J.J. Conklin, S. JiJima, R.J. Walker и других исследователей.
Вместе с тем в ранее выполненных исследованиях не рассматривалась проблема создания СИЗ пожарного комплексно при условии сочетанного проявления радиационных поражающих факторов и воздействия опасных факторов пожара. Не решены вопросы оптимизации дифференцированной
защиты от ионизирующих излучений с учётом радиорезистентности органов и тканей человека и тепловой защиты с учетом равнотеплоустоичивости конструктивных элементов СИЗ. Не были достаточно полно сформулированы требования к составу многослойного защитного пакета, который бы обеспечивал предотвращение субтотального радиационного ожога, ограничение уровня генерации вторичного тормозного излучения, эффективное ослабление «мягкого» фотонного излучения, достижение необходимой тепловой защиты, приемлемые оперативно-тактические, эргономические и физиолого-гигиенические показатели. Требуют развития методики теоретических и экспериментальных исследований защитных материалов, многослойных пакетов, конструктивных элементов и СИЗ в целом. Не сформулированы принципы конструирования изолирующих многослойных костюмов с автономной системой жизнеобеспечения для пожарных. В связи с вышеизложенным актуальной является решение проблемы по разработке аварийного изолирующего радиационно-защитного костюма (РЗК) для обеспечения приемлемого уровня безопасности в условиях воздействия радиационных и тепловых поражающих факторов.
Цель работы. Целью настоящей работы является создание носимого аварийного средства индивидуальной радиационной защиты, обладающего теплозащитными свойствами.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ оперативно-тактических действий личного состава
пожарно-спасательных формирований при тушении пожаров и ликвидации
аварий на радиационно-опасных объектах, с учетом действующих на
человека опасных факторов;
провести теоретические и экспериментальные исследования по определению параметров парциальной гетерогенной защиты от сочетанного ионизирующего облучения с учетом радиорезистентности различных органов, тканей тела человека и тепловой защиты;
разработать технические требования к защитным материалам, многослойным пакетам и конструктивному исполнению РЗК;
- составить методики и провести исследования свойств материалов и
тканей, составляющих радиационно-защитный многослойный пакет;
- сконструировать изолирующий аварийный радиационно-защитный
костюм, обеспечивающий комплексную защиту от опасных факторов,
возникающих при пожарах и авариях на радиационно-опасных объектах.
Объект исследований. Экспериментально-теоретические разработки проблемы проводились применительно к различным материалам, тканям и многослойным конструкциям РЗК.
Научная новизна работы заключается в следующем:
оптимизировано распределение парциальной гетерогенной защиты от ионизирующего облучения с учетом радиорезистентности различных органов и тканей тела человека;
на основе изучения условий работы пожарных подразделений при тушении пожаров и ликвидации тяжелых аварий на радиационно-защитных объектах впервые разработан комплекс требований к материалам, многослойным пакетам и конструкции радиационно-защитнои одежды, а также методики их теоретических и экспериментальных исследований и испытаний;
получены и проанализированы результаты исследований свойств новых материалов и многослойных защитных пакетов, используемых при изготовлении РЗК;
сформулированы принципы конструирования изолирующих многослойных защитных костюмов с автономной системой жизнеобеспечения для пожарных;
- разработано принципиально новое, защищенное патентами средство
индивидуальной защиты пожарного от опасных факторов, возникающих при
тушении пожаров и ликвидации тяжелых аварий на радиационно-опасных
объектах.
Практическая значимость и реализация работы заключается в следующем:
внедрено в практику работы пожарно-спасательных подразделений новое средство индивидуальной защиты в виде аварийного изолирующего радиационно-защитного костюма;
разработаны рекомендации по использованию РЗК при тушении пожаров и ликвидации аварий на радиационно-опасных объектах;
- составлена нормативно-техническая документация на серийное
производство изделия, включая руководство по эксплуатации;
- результаты диссертации вошли в качестве технических требований к данному виду спецодежды пожарных в Федеральный Закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008г № 123 ФЗ и в качестве технических требований и методов испытаний в национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 53264-2009 «Техника пожарная. Специальная защитная одежда пожарного. Общие технические требования. Методы испытаний», а также нормы пожарной безопасности НПБ 162-2002 «Специальная защитная одежда пожарных изолирующего типа. Общие технические требования. Методы испытаний.»
Результаты диссертационных исследований используются в учебном процессе Академии государственной противопожарной службы МЧС России.
На зашиту выносятся:
результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению параметров парциальной гетерогенной защиты от сочетанного ионизирующего облучения с учетом радиорезистентности различных органов и тканей тела человека;
технические требования к защитным материалам, многослойным пакетам, а также конструктивному исполнению РЗК;
результаты исследований свойств различных материалов и тканей, составляющих радиационно-защитный и теплозащитный пакет;
- разработанный аварийный радиационно-защитный изолирующий
костюм для пожарных с необходимыми защитными, эргономическими и
физиолого-гигиеническими показателями и результаты его испытаний.
Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, подтверждена результатами экспериментальных исследований, согласованностью экспериментальных и расчетных данных, а также положительным опытом внедрения результатов работы в практику деятельности подразделений пожарной охраны, охраняющих РОБ, научных и проектных организаций.
Достоверность полученных результатов подтверждается использованием современного экспериментального оборудования и методик
проведения опытов, внутренней непротиворечивостью полученных данных и их согласованностью с результатами других авторов.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на I конференции «Радиационные поражения и перспективы развития средств индивидуальной защиты от ионизирующих излучений» Киев, 1989 год, XVI научно-практической конференции «Крупные пожары: предупреждение и тушение» Москва, 2001 год, Международном симпозиуме «Комплексная безопасность России -исследования, управление, опыт» Москва, 2004 год, научно-практической конференции «Технические и организационно-правовые проблемы обеспечения пожарной безопасности» Москва, 2005 год, международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности» Москва, 2008г, XXI международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности», Москва, 2009г.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 13 печатных работах, включая патент на промышленный образец и 2 свидетельства на полезную модель.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав,
заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на
страницах машинописного текста, включающего 14 таблиц и 26 рисунков.