Izračun razine zračenja iz udaljenog ravnog izvora. Zaštita od ionizirajućeg zračenja. Projektiranje i proračun zaštitnih paravana

Kriterij za izračun parametara zaštite od vanjskog ozračenja je granica efektivne doze, koja za osobe koje rade s radioaktivnim tvarima (osoblje A kategorije) iznosi 20 mSv godišnje (Tablica 1).

67). Iako trenutno ne postoji propis o granicama tjednih doza, za proračune je pogodnije koristiti tjednu dozu, koja uz jednoliku raspodjelu godišnje izloženosti iznosi 0,4 mSv.

Zamjenom vrijednosti tjedne doze, podešavanjem mjernih jedinica i izražavanjem udaljenosti u metrima, možete dobiti pojednostavljenu formulu za izračun glavnih parametara zaštite:

gdje je m y-aktivnost izvora zračenja, u Bq; t je vrijeme izloženosti po radnom tjednu, u satima; R je udaljenost od izvora zračenja, u m; 1,8 x 10 8 - faktor pretvorbe.

Jer zadana formula odražava odnos između aktivnosti izvora, udaljenosti i vremena izloženosti u sigurnim radnim uvjetima, može se koristiti za izračun osnovnih zaštitnih parametara.

Kvantitativna zaštita sastoji se u određivanju najveće dopuštene aktivnosti izvora s kojom možete raditi bez zaslona određeno vrijeme na određenoj udaljenosti.

Primjer. Operater stalno radi na udaljenosti od 1 m od izvora zračenja 36 sati tjedno. Koja je najveća aktivnost izvora zračenja s kojim može raditi? Izračunajte prema formuli:

Vremenska zaštita sastoji se u određivanju razdoblja rada s radioaktivnom tvari tijekom tjedna, tijekom kojeg se stvaraju sigurni uvjeti (bez prekoračenja PD) tijekom kontinuiranog rada.

Primjer. U laboratoriju se radi s izvorom zračenja aktivnosti 5,8x10 7 Bq na udaljenosti od 1 m od njega. Potrebno je odrediti dopušteno radno vrijeme (tjedno). Izračunajte prema formuli:

Zaštita na daljinu sastoji se u određivanju udaljenosti od radnika do izvora zračenja na kojoj je (za određeni izvor i vrijeme) sigurno raditi.

Primjer. Medicinska sestra radiološkog odjela priprema preparate radija s aktivnošću 5,8 x 106 Bq 6 sati dnevno. Na kojoj udaljenosti od izvora treba raditi?

Zaštita zaslona temelji se na sposobnosti materijala da apsorbiraju radioaktivno zračenje. Intenzitet apsorpcije γ-zračenja izravno je proporcionalan specifična gravitacija materijala i njihove debljine i obrnuto je proporcionalan energiji zračenja.

Kod vanjskog zračenja a-česticama nema potrebe za zaštitom, jer a-čestice imaju mali domet u zraku i dobro ih zadržavaju drugi materijali (list papira ne propušta a-čestice).

Za zaštitu od β-zračenja treba koristiti lagane materijale: aluminij, staklo, plastiku itd. Sloj aluminija debljine 0,5 cm potpuno zarobi p-čestice.

Za zaštitu od γ-zraka, zasloni izrađeni od teški metali A: olovo, lijevano željezo i drugi teški materijali (beton). Također možete koristiti tlo, vodu itd.

Debljina zaštitnog zaslona, koji će prigušiti snagu γ-zračenja do maksimalno dopuštenih razina, može se izračunati na dva načina: 1) prema tablicama (uzimajući u obzir energiju zračenja); 2) slojem poluprigušenja (bez uzimanja u obzir energije zračenja).

Izračun debljine ekrana prema tablicama. Ovisno o energiji γ-zračenja, njegova prodorna moć bit će različita. Stoga, kako bi se točno izračunala debljina zaštitni ekrani sastavljene su posebne tablice koje uzimaju u obzir mnogostrukost prigušenja i energiju zračenja (tablica 68).

Primjer. Laborant koji pakira radioaktivno zlato 198 Au s energijom zračenja od 0,8 MeV dobit će dozu izloženosti od 2,0 mSv bez zaštite u tjedan dana. Koja se debljina olovnog štita mora koristiti za izradu sigurnim uvjetima rad u laboratoriju?

Vrijednost koeficijenta prigušenja (omjera prigušenja) određena je formulom:

gdje je K omjer prigušenja; P je primljena doza; P 0 - najveća dopuštena doza.

Debljina zaštitnog zaslona od olova (mm) ovisno o omjeru prigušenja i energiji γ-zračenja (široki snop)

Tablica 68

Omjer prigušenja, K				energija Y-zračenja,			MeV
Omjer prigušenja, K	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
1,5	0,5	1,0	1,5	2	2	3	4	6	7	8
2	1	2	3	4	5	7	8	10	11,5	13
5	2	4	6	9	I	15	19	22	25	28
8	2	5	8	11	15	19,5	23,5	28	32	35
10	3	5,5	9	13	16	21	26	30,5	35,5	38
20	3	6	I	15	20	26	32,5	38,5	44	49
30	3,5	7	11,5	17	23	30	36,5	43	49,5	55
40	4	8	13	18	24	31	38	45	52	58
50	4	8,5	14	19,5	26	32,5	39,5	46	53	60
60	4,5	9	14,5	20,5	27	34,5	42	49,5	56	63
80	4,5	10	15,5	21,5	28	37	45	53	60	67
100	5	10	16	23	30	38,5	47	55	63	70

Kraj tablice 68

Omjer prigušenja, K	Energija Y-zračenja, MeV
Omjer prigušenja, K	1,25	1,5	1,75	2	2,5	3	4	6	8	10
1,5	9,5	I	12	12	12	13	12	10	9	9
2	15	17	18,5	20	20	21	20	16	15	13,5
5	34	33	41	43	44	46	45	38	33	30
8	42	48	52,5	55	57	59	58	50	43	38
10	45	51	56	59	61	65	64	55	49	42
20	58	66	72	76	78	83	82	71	63	56
30	65	73	80	85	88	93	92	80	72	63
40	68,5	78	86	91	91	100	99	87	78	68
50	72	82	90	96	100	106	105	92	83	73
60	75	85	95	101	104	110	109	97	87	77
80	80	92	101	107	111	117	116	104	94	82
100	84,5	96,5	106	IZ	117	122	121	109	99	87

U našem primjeru:

68 na sjecištu linija koje odgovaraju faktoru slabljenja 5 i energiji zračenja 0,8 MeV, nalazimo da bi potrebna debljina olovnog oklopa trebala biti 22 mm.

Ako podaci o stupnju prigušenja i energiji zračenja ne odgovaraju onima navedenima u tablici, rezultat se dobiva interpolacijom ili se koriste sljedeći brojevi za pouzdaniju zaštitu.

Proračun zaštite od alfa i beta zračenja

način zaštite vremena.

način zaštite na daljinu;

Barijerna (materijalna) metoda zaštite;

Doza vanjskog izlaganja iz izvora gama zračenja proporcionalna je vremenu izlaganja. Osim toga, za one izvore koji se po veličini mogu smatrati točkastim izvorima, doza je obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti od njega. Stoga se smanjenje doze izloženosti osoblja iz ovih izvora može postići ne samo korištenjem metode zaštite barijerom (materijalom), već i ograničavanjem vremena rada (vremenska zaštita) ili povećanjem udaljenosti od izvora zračenja do radnik (zaštita distancom). Ove tri metode koriste se u organizaciji zaštite od zračenja u nuklearnim elektranama.

Za izračun zaštite od alfa i beta zračenja obično je dovoljno odrediti najveću duljinu puta koja ovisi o njihovoj početnoj energiji, kao i o atomskom broju, atomskoj masi i gustoći tvari koja apsorbira.

Zaštita od alfa zračenja u nuklearnim elektranama (npr. kod prihvaćanja "svježeg" goriva) nije teška zbog kratkog puta u tvari. Glavna opasnost od alfa-aktivnih nuklida je samo kod unutarnjeg ozračivanja tijela.

Maksimalna duljina puta beta čestica može se odrediti pomoću sljedećih približnih formula, vidi:

za zrak - R β =450 E β , gdje je E β granična energija beta čestica, MeV;

za lake materijale (aluminij) - R β = 0,1E β (pri E β< 0,5 МэВ)

R β =0,2E β (pri E β > 0,5 MeV)

U praksi rada u nuklearnim elektranama postoje izvori gama zračenja različitih konfiguracija i veličina. Brzina doze iz njih može se mjeriti odgovarajućim instrumentima ili izračunati matematički. U općem slučaju, jačina doze iz izvora određena je ukupnom ili specifičnom aktivnošću, emitiranim spektrom i geometrijskim uvjetima - veličinom izvora i udaljenosti do njega.

Najjednostavniji tip gama emitera je točkasti izvor. . To je takav gama emiter, za koji se, bez značajnog gubitka točnosti proračuna, može zanemariti njegova veličina i samoapsorpcija zračenja u njemu. U praksi, svaka oprema koja je gama emiter na udaljenostima više od 10 puta većim od svoje veličine može se smatrati točkastim izvorom.

Za izračun zaštite od fotonskog zračenja zgodno je koristiti univerzalne tablice za izračun debljine zaštite ovisno o omjeru prigušenja zračenja K i energiji gama zraka. Takve tablice dane su u priručnicima o radijacijskoj sigurnosti i izračunate su na temelju formule za slabljenje širokog snopa fotona iz točkastog izvora u tvari, uzimajući u obzir faktor akumulacije.

Metoda zaštite barijere (geometrija uskog i širokog snopa). U dozimetriji postoje koncepti "širokih" i "uskih" (kolimiranih) snopova fotonskog zračenja. Kolimator, poput dijafragme, ograničava količinu raspršenog zračenja koje ulazi u detektor (slika 6.1). Uska zraka koristi se, na primjer, u nekim instalacijama za kalibraciju dozimetrijskih instrumenata.

Riža. 6.1. Shema uskog snopa fotona

1 - spremnik; 2 - izvor zračenja; 3 - dijafragma; četiri - uski snop fotona

Riža. 6.2. Slabljenje uskog snopa fotona

Slabljenje uskog snopa fotonskog zračenja u zaštiti kao rezultat njegove interakcije s tvari događa se prema eksponencijalnom zakonu:

I \u003d I 0 e - m x (6.1)

gdje je Io proizvoljna karakteristika (gustoća toka, doza, brzina doze itd.) početnog uskog snopa fotona; I - proizvoljna karakteristika uskog snopa nakon prolaska kroz zaštitu debljine x , cm;

m - linearni koeficijent slabljenja koji određuje udio monoenergetskih (s istom energijom) fotona koji su doživjeli interakciju u zaštitnom materijalu po jedinici puta, cm -1 .

Izraz (7.1) također vrijedi kada se koristi koeficijent prigušenja mase m m umjesto linearnog. U tom slučaju, debljina zaštite mora biti izražena u gramima po kvadratnom centimetru (g / cm 2), tada će proizvod m m x ostati bez dimenzija.

U većini slučajeva pri proračunu prigušenja fotonskog zračenja koristi se široki snop, odnosno snop fotona, gdje je prisutno raspršeno zračenje koje se ne može zanemariti.

Razliku između rezultata mjerenja uskih i širokih zraka karakterizira faktor akumulacije B:

B \u003d Široko / Usko, (6.2)

što ovisi o geometriji izvora, energiji primarnog fotonskog zračenja, materijalu s kojim fotonsko zračenje stupa u interakciju i njegovoj debljini, izraženoj u bezdimenzionalnim jedinicama mx .

Zakon slabljenja za široki snop fotonskog zračenja izražava se formulom:

I širina \u003d I 0 B e - m x \u003d I 0 e - m širina x; (6.3),

gdje su m, m shir linearni koeficijent slabljenja za uske i široke fotonske zrake, respektivno. m i NA za razne energije i materijale dani su u priručnicima o sigurnosti od zračenja. Ako se u priručnicima navodi m za široki snop fotona, onda faktor akumulacije ne treba uzeti u obzir.

Za zaštitu od fotonskog zračenja najčešće se koriste sljedeći materijali: olovo, čelik, beton, olovno staklo, voda itd.

Metoda barijerne zaštite (proračun zaštite slojevima poluprigušenja). Omjer prigušenja zračenja K je omjer izmjerene ili izračunate efektivne (ekvivalentne) brzine doze P meas bez zaštite, prema dopuštenoj razini prosječne godišnje efektivne (ekvivalentne) brzine doze P cf na istoj točki iza zaštitnog zaslona debljine x:

P cf = PD A / 1700 h = 20 mSv / 1700 h = 12 μSv / h;

gdje je P cf dopuštena razina prosječne godišnje efektivne (ekvivalentne) brzine doze;

PD A - granica efektivne (ekvivalentne) doze za osoblje skupine A.

1700 sati - fond radnog vremena osoblja grupe A za godinu.

K \u003d P mjerenje / P cf;

gdje je P meas izmjerena efektivna (ekvivalentna) brzina doze bez zaštite.

Pri određivanju potrebne debljine zaštitnog sloja određenog materijala x (cm) iz univerzalnih tablica treba znati energiju fotona e (MeV) i faktor prigušenja zračenja K .

U nedostatku univerzalnih tablica, operativno određivanje približne debljine oklopa može se izvršiti korištenjem približnih vrijednosti pola puta prigušenja fotona u geometriji širokog snopa. Sloj poluprigušenja Δ 1/2 je takva debljina zaštite da dozu zračenja prigušuje 2 puta. S poznatim faktorom prigušenja K moguće je odrediti potreban broj slojeva poluprigušenja n, a time i debljinu zaštite. Po definiciji K = 2 n Uz formulu prikazujemo približni tablični odnos između mnogostrukosti prigušenja i broja slojeva poluprigušenja:

Uz poznati broj slojeva poluprigušenja n, debljina zaštite x = Δ 1/2 n.

Na primjer, pola sloja prigušenja Δ 1/2 za olovo je 1,3 cm, za olovno staklo - 2,1 cm.

način zaštite na daljinu. Brzina doze fotonskog zračenja iz točkastog izvora u vakuumu varira obrnuto s kvadratom udaljenosti. Stoga, ako se brzina doze Pi odredi na nekoj poznatoj udaljenosti Ri , tada se brzina doze Rx na bilo kojoj drugoj udaljenosti Rx izračunava po formuli:

P x \u003d P 1 R 1 2 / R 2 x (6,4)

način zaštite vremena. Metoda zaštite vremena (ograničenje vremena na koje je zaposlenik pod utjecajem Ionizirana radiacija) najviše se koristi u proizvodnji radijacijski opasnih radova u zoni kontroliranog pristupa (CCA). Ti se radovi dokumentiraju dozimetrijskim nalogom u kojem je navedeno dopušteno vrijeme za izvođenje radova.

Poglavlje 7. METODE REGISTRACIJE IONIZIRAJUĆEG ZRAČENJA

Proračun zaštite od alfa i beta zračenja

način zaštite vremena.

način zaštite na daljinu;

Barijerna (materijalna) metoda zaštite;

Doza vanjskog izlaganja iz izvora gama zračenja proporcionalna je vremenu izlaganja. Međutim, za one izvore koji se po veličini mogu smatrati točkastim izvorima, doza je obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti od njega. Stoga se smanjenje doze izloženosti osoblja iz ovih izvora može postići ne samo korištenjem metode zaštite barijerom (materijalom), već i ograničavanjem vremena rada (vremenska zaštita) ili povećanjem udaljenosti od izvora zračenja do radnik (zaštita distancom). Ove tri metode koriste se u organizaciji zaštite od zračenja u nuklearnim elektranama.

Maksimalna duljina puta beta čestica može se odrediti pomoću sljedećih približnih formula, vidi:

za zrak - R β =450 E β , gdje je E β granična energija beta čestica, MeV;

za lake materijale (aluminij) - R β = 0,1E β (pri E β< 0,5 МэВ)

R β =0,2E β (pri E β > 0,5 MeV)

Najjednostavniji tip gama emitera je točkasti izvor. . To je takav gama emiter, za koji se, bez značajnog gubitka točnosti proračuna, može zanemariti njegova veličina i samoapsorpcija zračenja u njemu. U praksi se točkastim izvorom može smatrati svaka oprema koja emitira gama zračenje na udaljenosti većoj od 10 puta od svoje veličine.

Riža. 6.1. Shema uskog snopa fotona

1 - spremnik; 2 - izvor zračenja; 3 - dijafragma; četiri - uski snop fotona

Riža. 6.2. Slabljenje uskog snopa fotona

Slabljenje uskog snopa fotonskog zračenja u zaštiti kao rezultat njegove interakcije s tvari događa se prema eksponencijalnom zakonu:

I \u003d I 0 e - m x (6.1)

gdje je Io proizvoljna karakteristika (gustoća toka, doza, brzina doze itd.) početnog uskog snopa fotona; I - proizvoljna karakteristika uskog snopa nakon prolaska kroz zaštitu debljine x , cm;

m - linearni koeficijent slabljenja, koji određuje udio monoenergetskih (s istom energijom) fotona koji su doživjeli interakciju u zaštitnom materijalu po jedinici puta, cm -1.

U većini slučajeva pri proračunu prigušenja fotonskog zračenja koristi se široki snop, odnosno snop fotona, gdje je prisutno raspršeno zračenje koje se ne može zanemariti.

Razliku između rezultata mjerenja uskih i širokih zraka karakterizira faktor akumulacije B:

B \u003d Široko / Usko, (6.2)

što ovisi o geometriji izvora, energiji primarnog fotonskog zračenja, materijalu s kojim fotonsko zračenje stupa u interakciju i njegovoj debljini, izraženoj u bezdimenzionalnim jedinicama mx .

Zakon slabljenja za široki snop fotonskog zračenja izražava se formulom:

I širina \u003d I 0 B e - m x \u003d I 0 e - m širina x; (6.3),

gdje su m, m br linearni koeficijent slabljenja za uske i široke fotonske zrake. m i NA za razne energije i materijale dani su u priručnicima o sigurnosti od zračenja. Ako se u literaturi navodi m za široki snop fotona, onda faktor akumulacije ne treba uzeti u obzir.

Za zaštitu od fotonskog zračenja najčešće se koriste sljedeći materijali: olovo, čelik, beton, olovno staklo, voda itd.

P cf = PD A / 1700 h = 20 mSv / 1700 h = 12 μSv / h;

gdje je P cf dopuštena razina prosječne godišnje efektivne (ekvivalentne) brzine doze;

PD A - granica efektivne (ekvivalentne) doze za osoblje skupine A.

1700 sati - fond radnog vremena osoblja grupe A za godinu.

K \u003d P mjerenje / P cf;

gdje je P meas izmjerena efektivna (ekvivalentna) brzina doze bez zaštite.

Pri određivanju iznimno važne debljine zaštitnog sloja određenog materijala x (cm) iz univerzalnih tablica treba znati energiju fotona e (MeV) i faktor prigušenja zračenja K .

U nedostatku univerzalnih tablica, operativno određivanje približne debljine oklopa može se izvesti korištenjem približnih vrijednosti prigušenja polovice duljine fotona u geometriji širokog snopa. Sloj poluprigušenja Δ 1/2 je takva debljina zaštite da dozu zračenja prigušuje 2 puta. S poznatim faktorom prigušenja K moguće je odrediti potreban broj slojeva poluprigušenja n, a time i debljinu zaštite. Po definiciji, K = 2 n Uz formulu prikazujemo približni tablični odnos između mnogostrukosti prigušenja i broja slojeva poluprigušenja:

Uz poznati broj slojeva poluprigušenja n, debljina zaštite x = Δ 1/2 n.

Na primjer, pola sloja prigušenja Δ 1/2 za olovo je 1,3 cm, za olovno staklo - 2,1 cm.

način zaštite na daljinu. Brzina doze fotonskog zračenja iz točkastog izvora u vakuumu varira obrnuto s kvadratom udaljenosti. Iz tog razloga, ako se brzina doze Pi odredi na nekoj poznatoj udaljenosti Ri , tada se brzina doze Rx na bilo kojoj drugoj udaljenosti Rx izračunava po formuli:

P x \u003d P 1 R 1 2 / R 2 x (6,4)

način zaštite vremena. Metoda zaštite vremena (ograničenje vremena izlaganja zaposlenika ionizirajućem zračenju) najviše se koristi u proizvodnji radijacijski opasnih poslova u zoni kontroliranog pristupa (CCA). Ti se radovi dokumentiraju dozimetrijskim nalogom u kojem je navedeno dopušteno vrijeme za izvođenje radova.

Poglavlje 7. METODE REGISTRACIJE IONIZIRAJUĆEG ZRAČENJA

Odaberite presjek poprečne grede i užeta za podizanje vretena valjaonice.

Početni podaci:

Težina vretena Q=160 kN;

dužina traverze l=6m;

poprečna greda radi u savijanju.

Nacrtajte dijagram ožičenja.

Odaberite presjek poprečne grede, vrstu i presjek užeta.

Riješenje:

Shema privezivanja s pomicanjem u dvije točke.

Riža. 21 - Shema privezivanja. 1 - težište tereta;

2 - traverza; 3 - valjak; 4 - remen

Određivanje sile zatezanja u jednoj grani remena

S \u003d Q / (m cos) \u003d k Q / m \u003d 1,42 160 / 2 \u003d 113,6 kN.

gdje je S projektirana sila primijenjena na remen bez uzimanja u obzir preopterećenja, kN;

Q je težina podignutog tereta, kN;

 je kut između smjera djelovanja proračunske sile remena;

k - koeficijent koji ovisi o kutu nagiba grane remena prema okomici (pri =45 oko k=1,42);

m je ukupan broj grana remena.

Određujemo prekidnu silu u grani remena:

R \u003d S k z \u003d 113,6 6 \u003d 681,6 kN.

gdje je k z faktor sigurnosti remena.

Biramo uže tipa TK 6x37 promjera 38mm. S izračunatom vlačnom čvrstoćom žice od 1700 MPa, koja ima prekidnu silu od 704 000 N, tj. najbližu veću prekidnu silu koju zahtijeva proračun od 681 600 N.

Izbor poprečnog presjeka poprečne grede

Slika 22 - Shema proračuna traverze

P \u003d Q k p k d \u003d 160 1,1 1,2 \u003d 211,2

gdje je k p faktor preopterećenja, k d je dinamički faktor opterećenja.

Maksimalni moment savijanja u poprečnom položaju:

M max \u003d Pa / 2 \u003d 211,2 300 / 2 \u003d 31680 kN cm,

gdje je a krak traverze (300cm).

Zahtijevani modul presjeka poprečnog presjeka poprečne grede:

W tr > \u003d M max / (n R od ) \u003d 31680 / (0,85 21 0,9) \u003d 1971,99 cm 3

gdje je n = 0,85 koeficijent uvjeta rada;

 – koeficijent stabilnosti na savijanje;

R out - proračunski otpor tijekom savijanja u poprečnom smjeru, Pa.

Odabiremo dizajn poprečnog presjeka grede, koji se sastoji od dvije I-grede povezane čeličnim pločama br. 45 i određujemo moment otpora poprečnog presjeka u cjelini:

Š d x \u003d 1231 cm 3

Š x \u003d 2 Š d x \u003d 2 1231 \u003d 2462 cm 3\u003e Š tr \u003d 1971,99 cm 3,

koji zadovoljava uvjet čvrstoće proračunskog presjeka traverze.

9. Proračuni konstrukcija i čvrstoće

9.1. Proračun zaštitnog poklopca tokarskog viševretenog vertikalnog poluautomata Primjer 37

Početni podaci:

Zaštitno kućište viševretenog vertikalnog poluautomatskog tokarskog stroja je pravokutna čelična konstrukcija duljine l = 750 mm, širine b = 500 mm i debljine S. Na krajevima je stegnuta u držače kako bi sustav mogao smatrati gredom koja leži na dva oslonca.

Iver ima težinu G = 0,2 g i leti prema kućištu brzinom V = 10 m/s i udara u kućište okomito na njegovu sredinu.

Udaljenost od točke odvajanja strugotine u zoni rezanja do kućišta:

Odredite debljinu lima od kojeg se može izraditi zaštitni omotač.

RIJEŠENJE:

Kao rezultat udara strugotine, kućište se deformira. Najveće skretanje uzrokovat će strugotine koje su pale u njegovu sredinu. Tlak koji odgovara ovom otklonu je:

gdje je E modul elastičnosti materijala omotača. Za čelični lim:

E \u003d 2 10 6 kg / cm 2;

I je moment tromosti kućišta nosača. Za pravokutni presjek:

f - otklon kućišta do mjesta udara:

l je duljina kućišta.

Energija akumulirana u ovom slučaju u kućištu jednaka je:

U trenutku najvećeg progiba kućišta, djelovanje sile će se u cijelosti pretvoriti u potencijalnu energiju deformacije kućišta, tj.

federalna agencija obrazovanja

država obrazovna ustanova

viši strukovno obrazovanje

"Ivanovo državno sveučilište za elektroenergetiku

nazvan po V. I. Lenjinu

Zavod za nuklearne elektrane

SIGURNOST RADIJACIJE
I DOZIMETRIJA VANJSKOG GAMA ZRAČENJA

Smjernice na izvođenje laboratorijskog rada br.1

Ivanovo 2009

Sastavio: A.Yu. TOKOV, V.A. KRYLOV, A.N. STRAHOVI

Urednik V.K. SEMENOV

Smjernice su namijenjene studentima koji studiraju na specijalnosti "Nuklearne elektrane i instalacije", prolazeći laboratorijsku radionicu iz fizike ionizirajućeg zračenja. Teoretsko gradivo u 1. poglavlju nadopunjuje i djelomično ponavlja gradivo koje se čita na predavanjima.

Odobreno od strane metodološke komisije ciklusa IFF-a

Recenzent:

Odjel za nuklearne elektrane, Ivanovo State Power Engineering University nazvan po V. I. Lenjinu

SIGURNOST RADIJACIJE I DOZIMETRIJA

VANJSKO GAMA ZRAČENJE

Smjernice za laboratorijski rad №1

na tečaju "Zaštita od zračenja"

Sastavio: Tokov Aleksandar Jurijevič,

Krilov Vjačeslav Andrejevič,

Strahov Anatolij Nikolajevič

Urednik N.S. Rabotaeva

Potpisano za objavu 7.12.09. Format 60x84 1/16.

Otisak je ravan. Konv. pećnica l. 1.62. Naklada 100 primjeraka. Narudžba br.

GOUVPO "Ivanovo državno sveučilište za elektroenergetiku nazvano po V. I. Lenjinu"

153003, Ivanovo, ul. Rabfakovskaya, 34.

Tiskano u UIUNL ISUE

1. OSNOVE SIGURNOSTI OD ZRAČENJA

1.1. Biološki učinak ionizirajućeg zračenja

Ionizirajuće zračenje, djelujući na živi organizam, izaziva u njemu lanac reverzibilnih i ireverzibilnih promjena, čiji je "okidač" ionizacija i ekscitacija atomi i molekule tvari. Ionizacija (tj. transformacija neutralnog atoma u pozitivni ion) događa se ako ionizirajuća čestica (α, β - čestica, X-zraka ili γ - foton) prenese energiju na elektronsku ljusku atoma, dovoljnu da odvoji orbitalu elektron (tj. prekoračenje energije vezanja). Ako je preneseni dio energije manji od energije vezanja, tada dolazi samo do pobuđenja elektronske ljuske atoma.

U jednostavnim tvarima čije su molekule sastavljene od atoma jednog elementa, proces ionizacije prati proces rekombinacije. Ionizirani atom na sebe veže jedan od slobodnih elektrona koji su uvijek prisutni u mediju, te ponovno postaje neutralan. Pobuđeni atom se vraća u svoje normalno stanje prijelazom elektrona s gornje energetske razine na nižu, pri čemu se emitira foton karakterističnog zračenja. Dakle, ionizacija i ekscitacija atoma jednostavnih tvari ne dovodi do nikakvih promjena u fizikalno-kemijskoj strukturi ozračenog medija.

Drugačija je situacija kada se zrače složene molekule koje se sastoje od velikog broja različitih atoma. (proteinske molekule i druge strukture tkiva). Izravni učinak zračenja na makromolekule dovodi do njihove disocijacije, tj. za kidanje kemijskih veza uslijed ionizacije i ekscitacije atoma. Neizravni učinak zračenja na složene molekule očituje se produktima radiolize vode koja čini glavninu tjelesne mase (do 75%). Uslijed apsorpcije energije, molekula vode gubi jedan elektron, koji svoju energiju brzo predaje okolnim molekulama vode:

H2O \u003d > H2O + + e – .

Kao rezultat toga nastaju ioni, slobodni radikali, ioni radikala s nesparenim elektronom (H, OH, hidroperoksid HO 2), vodikov peroksid H 2 O 2, atomski kisik:

H 2 O + + H 2 O = > H3O + + OH – + H ;

H + O 2 = > ALI 2 ; ALI 2 + NE 2 => H202 + 20.

Slobodni radikali koji sadrže nesparene elektrone izuzetno su reaktivni. Životni vijek slobodnog radikala ne prelazi 10 -5 s. Tijekom tog vremena proizvodi radiolize vode ili se međusobno rekombiniraju ili stupaju u katalitičke lančane reakcije s proteinskim molekulama, enzimima, DNA i drugim staničnim strukturama. Izazvan slobodnim radikalima kemijske reakcije razvijaju se s visokim prinosom i u taj proces uključuju mnoge stotine i tisuće molekula na koje zračenje ne utječe.

Djelovanje ionizirajućeg zračenja na biološke objekte može se podijeliti u tri faze, koje se javljaju u različite razine:

1) na atomskoj razini - ionizacija i ekscitacija atoma, koja se odvija u vremenu reda veličine 10 -16 - 10 -14 s;

2) na molekularnoj razini – fizikalne i kemijske promjene u makromolekulama uzrokovane izravnim i radiolitičkim djelovanjem zračenja, koje dovode do poremećaja unutarstaničnih struktura, za vrijeme reda veličine 10 -10 - 10 -6 s;

3) na biološkoj razini - poremećaji funkcija tkiva i organa koji se razvijaju u razdoblju od nekoliko sekundi do nekoliko dana ili tjedana (s akutnim lezijama) ili tijekom godina ili desetljeća (dugoročni učinci izloženosti).

Glavna stanica živog organizma je stanica čija jezgra kod ljudi sadrži 23 para kromosoma (molekule DNK) koji nose kodiranu genetske informacije, koji osigurava reprodukciju stanica i unutarstaničnu sintezu proteina. Odvojeni dijelovi DNA (geni) odgovorni za formiranje bilo koje elementarne osobine organizma smješteni su na kromosomu u strogo definiranom redoslijedu. Samu stanicu i njen odnos s izvanstaničnom okolinom održava složeni sustav polupropusnih membrana. Ove membrane reguliraju protok vode, hranjivih tvari i elektrolita u stanicu i iz nje. Svako oštećenje može ugroziti održivost stanice ili njezinu sposobnost reprodukcije.

Među različitim oblicima poremećaja, oštećenje DNK je najvažnije. Međutim, stanica ima složen sustav procesa popravka, posebno unutar DNK. Ako oporavak nije potpun, tada se može pojaviti održiva, ali promijenjena stanica (mutant). Na pojavu i reprodukciju promijenjenih stanica, osim zračenja, mogu utjecati i drugi čimbenici koji nastaju prije i nakon izlaganja zračenju.

U višim organizmima stanice su organizirane u tkiva i organe koji obavljaju različite funkcije, na primjer: proizvodnju i skladištenje energije, aktivnost mišića za kretanje, probavu hrane i izlučivanje otpada, opskrbu kisikom, traženje i uništavanje mutantnih stanica, itd. Koordinaciju ovih vrsta tjelesnih aktivnosti provodi živčani, endokrini, hematopoetski, imunološki i drugi sustavi, koji se također sastoje od specifičnih stanica, organa i tkiva.

slučajna distribucijaČinovi apsorpcije energije stvorene zračenjem mogu na različite načine oštetiti vitalne dijelove dvostruke spirale DNA i druge makromolekule stanice. Ako je značajan broj stanica u organu ili tkivu umro ili se ne mogu razmnožavati ili normalno funkcionirati, funkcija organa može biti izgubljena. U ozračenom organu ili tkivu dolazi do poremećaja metaboličkih procesa, potiskivanja aktivnosti enzimskih sustava, usporavanja i zaustavljanja rasta tkiva, pojave novih kemijskih spojeva nesvojstvenih organizmu – toksina. Konačni neželjeni učinci zračenja dijele se na somatski i genetski.

Somatski učinci očituju se neposredno u izloženoj osobi ili kao rano vidljivi učinci izloženost (akutna ili kronična) radijacijske bolesti i lokalne ozljede zračenjem), ili oboje dugoročni učinci(skraćenje životnog vijeka, pojava tumora ili drugih bolesti), koja se manifestira nekoliko mjeseci ili desetljeća nakon zračenja . Genetski ili nasljedni učinci- to su posljedice zračenja genoma spolnih stanica, koje se nasljeđuju i uzrokuju prirođene deformitete i druge poremećaje kod potomaka. Ovi učinci izloženosti mogu biti vrlo dugoročni i proširiti se na nekoliko generacija ljudi.

Ozbiljnost učinka štetnih učinaka ovisi o konkretnom ozračenom tkivu, kao io sposobnosti organizma da nadoknadi ili popravi štetu.

Sposobnost regeneracije stanica ovisi od dobi osobe u vrijeme zračenja, o spolu, zdravstvenom stanju i genetskoj predispoziciji organizma, kao i o veličini apsorbirana doza(energija zračenja apsorbirana po jedinici mase biološkog tkiva) i, konačno, iz vrsta primarnog zračenja koji utječe na tijelo.

1.2. Učinci praga i bez praga kod izloženosti ljudi

U skladu sa suvremenim konceptima navedenim u Publikaciji 60 ICRP-a i na temelju Ruskih standarda o radijacijskoj sigurnosti NRB-99, mogući štetni učinci izloženosti zdravlju dijele se na dvije vrste: prag (deterministički) i učinak bez praga (stohastički).

1.Deterministički (pražni) učinci - izravne rane, klinički otkrivene bolesti zračenja s doznim pragovima ispod kojih se ne pojavljuju, a iznad - težina učinaka ovisi o dozi. To uključuje akutnu ili kroničnu radijacijsku bolest, radijacijsku kataraktu, poremećaj reproduktivne funkcije, kozmetička oštećenja kože, distrofična oštećenja različitih tkiva itd.

Akutna radijacijska bolest nastaje nakon prekoračenja određenog praga doze jednokratnog izlaganja i karakterizirana je simptomima koji ovise o razini primljene doze (tablica 1.1). Kronično radijacijska bolest nastaje sustavno ponavljanim izlaganjem, ako su pojedinačne doze manje od onih koje uzrokuju akutne ozljede zračenjem, ali znatno veće od dopuštenih granica. Znakovi kronične radijacijske bolesti su promjene u sastavu krvi (smanjenje broja leukocita, anemija) i niz simptoma od živčani sustavi s. Slični se simptomi javljaju i kod drugih bolesti povezanih s oslabljenim imunitetom, pa je vrlo teško identificirati kroničnu radijacijsku bolest ako se činjenica izloženosti ne utvrdi sa sigurnošću.

U mnogim organima i tkivima postoji kontinuirani proces gubitka i zamjene stanica. Povećanje gubitaka može se nadoknaditi povećanjem stope nadoknade, ali može doći i do privremenog, a ponekad i trajnog smanjenja broja stanica sposobnih za održavanje funkcije organa ili tkiva.

Posljedični gubitak stanica može uzrokovati teški poremećaj koji se klinički može otkriti. Stoga ozbiljnost promatranog učinka ovisi o dozi zračenja i postoji prag ispod koje je gubitak stanica premalen da bi značajno oštetio funkciju tkiva ili organa. Osim stanične smrti, zračenje može uzrokovati oštećenje tkiva i na druge načine: utječući na brojne funkcije tkiva, uključujući regulaciju staničnih procesa, upalne reakcije, supresiju imunološkog sustava, hematopoetski sustav (crvena koštana srž). Svi ovi mehanizmi u konačnici određuju ozbiljnost determinističkih učinaka.

Vrijednost praga doze određena je radioosjetljivošću stanica zahvaćenog organa ili tkiva i sposobnošću organizma da nadoknadi ili obnovi takvo oštećenje. U pravilu su deterministički učinci zračenja specifični i ne nastaju pod utjecajem drugih fizikalnih čimbenika, a odnos između učinka i izloženosti je jednoznačan (deterministički). Prag doza za pojavu determinističkih učinaka koji dovode do neposredne smrti odraslih dani su u tablici 1.2. U slučaju dugotrajne kronične izloženosti isti se učinci javljaju pri višim ukupnim dozama nego u slučaju jednokratne izloženosti.

Pragovi prosječne doze za pojavu determinističkih učinaka dani su u tablici. 1.1 - 1.3. Ozbiljnost učinka (stupanj njegove ozbiljnosti)

povećava se kod osoba s povećanom radiosenzitivnošću (djeca, osobe narušenog zdravlja, osobe s medicinskim kontraindikacijama za rad s izvorima zračenja). Za takve osobe, vrijednosti doznih pragova izloženosti navedene u tablici 1.1 mogu biti 10 ili više puta niže.

Tablica 1.1. Utjecaj različitih doza zračenja na zdravlje odrasle osobe

s jednim zračenjem

Ekvivalent doze	Vrste somatskih učinaka u ljudskom tijelu
0,1 - 0,2 rem (1 - 2 mSv)	Prosječna godišnja doza prirodnog zračenja za stanovnika Zemlje na razini mora (nema učinaka do 5 - 10 mSv)
(20 - 50 mSv)	Sigurne granice godišnje doze zračenja utvrđene Normativima za osoblje koje radi s izvorima zračenja (vidi tablicu 1.4.)
Do 10 - 20 rem (100 - 200 mSv)	Privremene, brzo normalizirajuće promjene u sastavu krvi; osjećaj umora. Uz sustavno izlaganje - supresija imunološkog sustava, razvoj kronične radijacijske bolesti
	Umjerene promjene u sastavu krvi, značajan invaliditet, u 10% slučajeva - povraćanje. Jednokratnim zračenjem dolazi do normalizacije zdravstvenog stanja
	Početak akutne radijacijske bolesti (RS). Oštar pad imuniteta
	Blagi oblik akutne LB. Dugotrajna, teška limfopenija; u 30 - 50% slučajeva - povraćanje prvog dana nakon zračenja
250 - 400 rem (2,5 - 4 Sv)	LB umjerene težine. Mučnina i povraćanje prvog dana. Oštar pad leukocita u krvi. U 20% slučajeva smrt nastupa 2-6 tjedana nakon izlaganja
400 - 600 rem	Teški oblik LB. Potkožna krvarenja. U 50% slučajeva smrt nastupa unutar mjesec dana
	Izuzetno teški oblik LB. 2-4 sata nakon zračenja - povraćanje, višestruko potkožno krvarenje, krvavi proljev. Leukociti potpuno nestaju. U 100% slučajeva smrt od zarazne bolesti i unutarnja krvarenja

Bilješka. Trenutno postoji niz sredstava protiv zračenja, a prikupljena su i uspješna iskustva u liječenju radijacijske bolesti, koja omogućuju sprječavanje smrti pri dozama do 10 Sv (1000 rem).

Tablica 1.2. Raspon akutne izloženosti koja dovodi do ljudske smrti

Ovisnost preživljavanja o dozi zračenja karakterizira prosječna apsorbirana doza D 50/60, pri kojoj će polovica ljudi umrijeti nakon 60 dana. Za zdravu odraslu osobu takva doza (u prosjeku za cijelo tijelo) iznosi 3 - 5 Gy (Gy) za akutnu izloženost (tablica 1.2).

U proizvodnim uvjetima pojava determinističkih učinaka moguća je samo u radijacijskoj nesreći, kada je izvor zračenja u nekontroliranom stanju. U tom slučaju izloženost ljudi se ograničava poduzimanjem hitnih mjera – intervencija. Kriteriji doza usvojeni u NRB-99 za hitnu intervenciju u slučaju radijacijske nesreće temelje se na podacima o dozama praga za pojavu po život opasnih determinističkih učinaka (tablica 1.3).

Tablica 1.3. Doze praga za pojavu determinističkih učinaka

te kriteriji za hitnu intervenciju kod radijacijske nesreće

Ozračeni organ	Deterministički učinak	Prag doze, Gy	Kriteriji za hitnu intervenciju u slučaju nezgode - predviđena doza po 2 dana, gr


	Upala pluća


Štitnjača	Uništenje žlijezde
Očna leća	zamućenje
Očna leća	katarakta
(tesisi, jajnici)	Sterilnost

Utvrđene granice doza profesionalne izloženosti desetke su i stotine puta niže od doza praga za pojavu determinističkih učinaka, stoga je glavna zadaća suvremene radijacijske sigurnosti ograničiti mogućnost stohastičkih učinaka kod ljudi uslijed izloženosti u normalnim uvjetima.

2. Stohastički ili efekti bez praga - dugoročni učinci izloženosti koji nemaju dozni prag, čija je vjerojatnost izravno proporcionalna dozi zračenja, a težina ne ovisi o dozi. To uključuje rak i nasljedne bolesti koje se spontano javljaju tijekom godina kod ljudi zbog niza prirodnih uzroka.

Pouzdanost povezanosti određenog dijela tih učinaka s izloženošću međunarodna je medicinska i epidemiološka statistika dokazala tek početkom 1990-ih. Stohastički učinci obično se otkrivaju kroz Dugo vrijeme nakon ozračivanja i to samo tijekom dugotrajnog promatranja velikih populacijskih skupina od desetaka i stotina tisuća ljudi. Prosječno latentno razdoblje je oko 8 godina za leukemiju i 2-3 puta duže za druge vrste raka. Rizik od smrti od raka uslijed izloženosti nije isti za muškarce i žene i varira ovisno o vremenu nakon izlaganja (slika 1.1).

Na vjerojatnost maligne transformacije stanice utječe veličina doze zračenja, dok težina pojedine vrste raka ovisi samo o njegovoj vrsti i lokalizaciji. Treba napomenuti da ako ozračena stanica nije umrla, onda ima određenu sposobnost samopopravljanja oštećenog DNK koda. Ako se to nije dogodilo, tada je u zdravom tijelu njegova vitalna aktivnost blokirana. imunološki sustav: regenerirana stanica je ili uništena ili se ne razmnožava do svoje prirodne smrti. Dakle, vjerojatnost onkološke bolesti je mala i ovisi o "zdravlju" imunološkog i živčanog sustava tijela.

Proces razmnožavanja stanica raka je slučajan, iako zbog genetskih i fizioloških karakteristika ljudi mogu jako varirati u osjetljivosti na rak izazvan zračenjem. Neki ljudi s rijetkim genetskim bolestima mogu biti znatno osjetljiviji od prosječne osobe.

Za male dodatke doza prirodnoj (pozadinskoj) izloženosti, vjerojatnost izazivanja dodatnih slučajeva raka prirodno je mala, a očekivani broj slučajeva koji se mogu pripisati dodatnoj dozi u izloženoj skupini ljudi može biti manji od 1 čak i u vrlo velika grupa ljudi. Budući da prirodna pozadina zračenja uvijek postoji, kao i spontana razina stohastičkih učinaka, svaka praktična aktivnost koja dovodi do dodatnog izlaganja također dovodi do povećanja vjerojatnosti stohastičkih učinaka. Pretpostavlja se da je vjerojatnost njihove pojave izravno proporcionalna dozi, a težina manifestacije ne ovisi o dozi zračenja.

Slika 1.2 ilustrira odnos između izloženosti i učestalosti raka u populaciji. Karakterizira ga značajna razina spontanih karcinoma u populaciji i relativno mala vjerojatnost pojave dodatnih bolesti pod utjecajem zračenja. Osim toga, prema UNSCEAR-u, spontana incidencija i mortalitet od raka značajno varira od zemlje do zemlje i od godine do godine u jednoj određenoj zemlji. To znači da je analizom učinaka izloženosti zračenju na veliku skupinu ljudi izloženih istoj dozi, moguće utvrditi vjerojatnosni odnos između doze zračenja i broja dodatnih karcinoma koji su posljedica izlaganja, međutim, nije moguće utvrditi koja je bolest posljedica izloženosti, a koja je nastala spontano.

Slika 1.3 prikazuje procjenu veličine skupine jednako izloženih odraslih osoba potrebnu za pouzdanu potvrdu odnosa između povećanja ukupni broj karcinomi u skupini i doza zračenja. Linija A-B na slici određuje teoretsku procjenu veličine grupe potrebne za identifikaciju dodatnih stohastičkih učinaka zračenja s intervalom pouzdanosti od 90%. Iznad te crte je područje u kojem je teoretski moguće dokazati vezu između porasta broja stohastičkih učinaka u skupini i izloženosti. Ispod ove crte tu je vezu teoretski nemoguće dokazati. Isprekidana linija pokazuje da je za pouzdanu identifikaciju dodatnih učinaka jednolike izloženosti tijela odraslih fotonima s dozom od 20 mGy koja je jednaka granici profesionalne doze, potrebno pregledati najmanje 1 milijun ljudi s takvom dozom.

Time se zadaća osiguranja radijacijske sigurnosti svodi na: 1) sprječavanje determinističkih učinaka kod radnika kontrolom izvora zračenja; 2) smanjiti dodatni rizik od stohastičkih učinaka ograničavanjem doza izloženosti i broja izloženih osoba.

1.3. Osnovne dozimetrijske veličine i njihove mjerne jedinice

Aktivnost (A) – mjera količine radionuklida u izvoru ili u bilo kojoj tvari, uključujući ljudsko tijelo. Aktivnost je jednaka brzini radioaktivnog raspada jezgri atoma radionuklida. Vrijednost ukupne aktivnosti karakterizira potencijalnu opasnost od zračenja prostora u kojem se obavlja rad s radioaktivnim tvarima.

SI jedinica - Bq(bekerel) jednako 1 dezintegraciji u sekundi ( s –1).

Jedinica izvan sustava - Ključ(kiri); 1 Ci \u003d 37 GBq \u003d 3,7 × 10 10 s -1.

protok čestica ( F) je broj elementarnih čestica (alfa, beta, fotona, neutrona) koje emitira izvor ili utječu na cilj u jedinici vremena. Mjerna jedinica - dio / s, foton / s ili jednostavno s - 1 .

Tip i broj čestica (fotona) emitiranih tijekom nuklearnih transformacija određeni su tipom raspada jezgri radionuklida. Budući da je smjer emisije čestica slučajan, tok se širi u svim smjerovima od izvora. Ukupni tok zračenja izvora povezan je s njegovom aktivnošću relacijom

gdje v, % je prinos čestica po 100 raspada (dano u referentnim knjigama o radionuklidima; za različite radionuklide, prinos značajno varira, v= 0,01% - 200% ili više).

Fluens čestica (F) je omjer broja elementarnih čestica (alfa, beta, fotona, neutrona) koje prodiru u elementarnu sferu prema površini središnjeg dijela ove sfere. Fluens je, kao i doza, aditivna i neopadajuća veličina - njena vrijednost se uvijek akumulira tijekom vremena. Mjerna jedinica - dio / cm 2, foton / cm 2 ili jednostavno cm –2 .

Gustoća toka čestica ( j) - fluens po jedinici vremena. Jedinica gustoće toka čestica ili kvanta - cm–2 s–1. Gustoća toka karakterizira razinu (intenzitet) zračenja na određenoj točki u prostoru (ili stanje zračenja na određenoj točki u prostoriji).

Energija (E R ) - najvažnija je karakteristika ionizirajućeg zračenja. U nuklearnoj fizici koristi se izvansustavna jedinica energije - elektron volt (eV). 1 eV = 1,6020×10 -19 J.

Doza izloženosti (X) - mjera količine ionizacijskog razaranja atoma i molekula tijela tijekom zračenja. Jednak je omjeru ukupnog naboja svih iona istog predznaka, nastalih zračenjem fotona u zraku, i mase ozračenog volumena zraka. Doza ekspozicije koristi se samo za fotonsko zračenje s energijama do 3 MeV. U području radijacijske sigurnosti, stavljen je van pogona od 1996. godine.

SI jedinica - C/kg(kulon po kilogramu).

Jedinica izvan sustava - R(rendgenski snimak); 1 P = 2,58×10 -4 C/g; 1 C/kg = 3872 R.

Apsorbirana doza ili jednostavno doza ( D) - mjera fizičkog utjecaja ionizirajućeg zračenja na tvar (na molekularnoj razini). Jednaka je omjeru energije zračenja apsorbirane u tvari za stvaranje iona i mase ozračene tvari.

SI jedinica - Gr(siva); 1 Gy = 1 J/kg.

Jedinica izvan sustava - radostan(rad – apsorbirana doza zračenja);

1 rad = 0,01 Gy = 10 mGy.

Ekspozicijska doza fotonskog zračenja X = 1R odgovara apsorbiranoj dozi u zraku D = 0,87 rad (8,7 mGy), au biološkom tkivu D = 0,96 rad (9,6 mGy) zbog različitog rada ionizacije molekula. U praktične svrhe radijacijske sigurnosti, može se smatrati da 1 R odgovara 1 rad ili 10 mGy.

Ekvivalentna doza (N) - mjera biološkog djelovanja zračenja na organ ili tkivo (na razini živih stanica, organa i tkiva). Jednaka je umnošku apsorbirane doze s težinski faktor zračenja W R , koji uzima u obzir kvalitetu zračenja (linearna ionizacijska snaga). Za miješano zračenje, ekvivalentna doza definirana je kao zbroj vrsta zračenja « R » :

H = å D R × W R

Vrijednosti težinskog koeficijenta zračenja W R usvojen u NRB-99. Za alfa, beta, fotonsko i neutronsko zračenje jednaki su:

W a = 20; W b= W g = 1; W n = 5 - 20(W n ovisi o energiji neutrona).

SI jedinica - Sv(sivert); za gama zračenje 1 Sv = 1 Gy.

Jedinica izvan sustava - rem(biološki ekvivalent rad);

1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv.

Odnos s drugim jedinicama doziranja:

Za rendgensko, beta i gama zračenje 1 Sv = 1 Gy = 100 rem » 100 R;

Za alfa zračenje (W R \u003d 20) 1 Gy \u003d 20 Sv ili 100 rad \u003d 2000 rem;

Za neutronsko zračenje, apsorbirana doza od 1 rad (10 mGy) odgovarala bi ekvivalentnoj dozi od 5-20 rem (50-200 mSv), ovisno o energiji neutrona.

Učinkovita doza (E) - mjera rizika od pojave udaljenih stohastičkih učinaka (pri malim dozama zračenja), uzimajući u obzir nejednaku radioosjetljivost organa i tkiva. Kod ravnomjernog ozračivanja cijelog tijela, efektivna doza podudara se s ekvivalentom: E = H, gdje H- ista ekvivalentna doza za sve organe i tkiva .

U slučaju nejednake izloženosti, efektivna doza se određuje kao zbroj organa i tkiva "T" :

E = å H T × W T(T = 1 ... 13),

gdje je H T ekvivalentna doza za organ ili tkivo "T »; W T – težinski koeficijent radioosjetljivosti organa (tkiva) . Vrijednosti W T prihvaćene su u NRB-99 za 13 organa (tkiva), ukupno iznose jedan (vidi tablicu 2.1). Jedinica efektivne doze– mSv(milisievert).

Skupna doza ( S) je mjera potencijalne štete za društvo od mogućeg gubitka čovjek-godina punopravnog života stanovništva zbog ostvarenja dugoročnih posljedica izloženosti. Jednak zbroju godišnjih pojedinačnih efektivnih doza E i koje je primio tim od N ljudi:

S= å E ja (i = 1...N).

Jedinica mjere - čovjek-Sv(man-sievert).

Da bi se opravdali troškovi zaštite od zračenja u NRB-99, pretpostavlja se da ozračivanje u zbirnoj dozi S = 1 čovjek-Sv dovodi do potencijalne štete jednake gubitku 1 čovjek-godine radnog vijeka stanovništva.

Brzina doze ( , , ili ) je vremenska derivacija odgovarajuće vrijednosti doze (tj. brzina akumulacije doze). Izravno proporcionalno gustoći toka čestica j , djelujući na tijelo. Kao i gustoća toka, brzina doze karakterizira situaciju zračenja (razinu zračenja) u točki prostorije ili na teritoriju.

Često se koriste sljedeće kratice:

doktor medicine (MPD)– brzina doze (apsorbirana doza) ( 1 µGy/h = 100 µrad/h);

MED je brzina ekvivalentne doze ( 1 µSv/h = 100 µrem/h).

prirodna pozadina je razina prirodnog gama zračenja, koja je u prosjeku na razini mora posljedica 1/3 kozmičkih zraka i 2/3 zračenja prirodnih radionuklida sadržanih u Zemljina kora i materijala. Prirodno pozadinsko zračenje može se mjeriti u jedinicama gustoće toka fotona (j) ili u jedinicama brzine doze.

Razina prirodnog (pozadinskog) gama zračenja na otvoreno područje u jedinicama brzine doze izloženosti je unutar = (8–12) µR/h. To odgovara gustoći toka j oko 10 fotona / (cm 2 s), kao i:

U MPD jedinicama =(8–12) mcrad/h =(0,08–0,12) µGy/h=(80–120) nGy/h,

U jedinicama DER = =(0,08–0,12) µSv/h =(80–120) nSv/h.

U nekim zgradama, zbog povećane koncentracije prirodnih radionuklida u građevinskim materijalima, dopušteno je da DER prirodnog gama zračenja premašuje pozadinu u otvorenim prostorima do 0,2 µSv/h, tj. do (0,25–0,35) µSv/h.

U nekim dijelovima svijeta prirodna pozadina može doseći
(0,5–0,6) µSv/h, što bi se trebalo smatrati normalnim.

Godišnja doza prirodnog zračenja (primljena u 8760 sati) tako može biti u rasponu od 0,8–1 mSv do 2–6 mSv za različite stanovnike Zemlje.

1.4. Osnovne odredbe NRB-99 Standarda radijacijske sigurnosti

Za sigurnost ljudi u svim uvjetima izloženosti ionizirajućem zračenju umjetnog ili prirodnog podrijetla koriste se standardi radijacijske sigurnosti NRB-99.

Norme se razlikuju prema mogućnostima kontrole izvora i kontrole izloženosti četiri vrste izloženosti zračenju po osobi :

· iz tehnogenih izvora u uvjetima njihovog normalnog rada (zaštita od izvora i zračenja je pod nadzorom i vođenjem);

isto, u uvjetima radijacijske nesreće (nekontrolirano izlaganje);

od prirodnih izvora zračenja (nekontrolirano izlaganje);

iz medicinskih izvora u svrhu dijagnosticiranja i liječenja bolesti.

Zahtjevi za ograničenje izloženosti zračenju formulirani su u NRB-99 zasebno za svaku vrstu izloženosti. Ne uzima se u obzir ukupna doza od sve četiri vrste izloženosti.

tehnogenog nazivaju se umjetni izvori posebno izrađen od strane čovjeka za korisna primjena radijacija(instrumenti, uređaji, instalacije, uključujući posebno koncentrirane prirodne radionuklide), ili izvori koji su nusproizvodi ljudske aktivnosti (npr. radioaktivni otpad).

Primjenjuju se zahtjevi Pravila na izvore iz kojih se izloženost može kontrolirati. Od kontrole oslobađaju se izvori zračenja koji nisu sposobni stvarati pojedinačna godišnja efektivna doza veća od 10 μSv i kolektivnu dozu veću od 1 čovjek-Sv godišnje u bilo kojim uvjetima njihovog rukovanja (rizik povećanja stohastičkih učinaka pri takvim dozama je trivijalan i ne prelazi 10 - 6 1/čovjek-godini).

Glavni cilj radijacijske sigurnosti je zaštita zdravlja ljudi, uključujući i osoblje, od štetnog djelovanja zračenja, bez nerazumnih ograničenja korisna djelatnost pri korištenju zračenja u raznim područjima gospodarstva, u znanosti i medicini.

Kako bi se osigurala sigurnost od zračenja tijekom normalnog rada izvora, tri osnovna principa RB:

· načelo opravdanja – zabranu svih vrsta djelatnosti korištenja izvora zračenja kod kojih korist za čovjeka i društvo nije veća od rizika moguće štete uzrokovan dodatnom izloženošću;

· načelo racioniranja – neprelaženje dopuštenih granica pojedinačne doze izloženosti građana iz svih izvora izloženosti;

· princip optimizacije – održavanje na najnižoj mogućoj i dostižnoj razini uzimajući u obzir ekonomske i društvene čimbenike pojedinačne doze izloženosti i broj izloženih osoba(u međunarodnoj praksi ovo načelo je poznato kao ALARA - As Low As Reasonably Achievable - Nisko koliko je razumno dostižno).

Zahtjevi NRB-99 za ograničenje izloženosti koju uzrokuje čovjek u kontroliranim uvjetima (tijekom normalnog rada izvora zračenja).

1. Utvrđuju se sljedeće kategorije izloženih osoba:

· Osoblje grupe A(osobe koje neposredno rade s tehnogenim izvorima);

· Osoblje grupe B(osobe koje su prema uvjetima rada u sferi njihova utjecaja);

· populacija (sve osobe, uključujući i osoblje izvan djelokruga i uvjeta proizvodne djelatnosti).

U skupinu A spadaju osobe od najmanje 20 godina starosti koje nemaju medicinske kontraindikacije za rad s ionizirajućim zračenjem, koje su prošle posebnu obuku i naknadno podvrgnute godišnjem zdravstvenom pregledu. Osoblje skupine B - osobe mlađe od 18 godina (uključujući studenti na laboratorijskoj praksi s izvorima). U kategoriji „Stanovništvo“ u pravilu su izdvojena djeca od 0 godina naviše. Mnogi koncepti u NRB-99 su standardizirani, na primjer, prosječni životni vijek kada se uzme u obzir rizik od učinaka bez praga uzima se jednakim 70 godina.

· osnovne granice doze (PD) – takve vrijednosti pojedinačne godišnje efektivne doze čije prekoračenje jamči potpuno isključenje graničnih determinističkih učinaka, a vjerojatnost stohastičkih učinaka bez praga ne prelazi rizik prihvatljiv za društvo;

· dopuštene razine (DU) izvedeni su iz glavnih granica doza za procjenu radijacijske situacije. Na jednofaktorski izloženost vanjskim izvorima je prosječna godišnja dopuštena brzina doze u radnim prostorijama ( DMD );

· referentne razine (CL) – razine doza izloženosti, aktivnosti, gustoće toka itd., koje su stvarno postignute u organizaciji, osiguravajući smanjenje izloženosti osoblja na onoliko nisko koliko je razumno moguće postići kroz mjere zaštite od zračenja.

3. Osnovne granice doze (PD) ne uključuju doze od prirodne i medicinske izloženosti, kao i doze uslijed radijacijskih nesreća. Ove vrste izlaganja podliježu posebnim ograničenjima. Vrijednosti AP za kategorije izloženih osoba dane su u tablici 1.4, a u tablici 1.5 prikazane su vrijednosti AMD za standardno godišnje vrijeme izloženosti.

4. Efektivna doza izloženosti osoblja u razdoblju od 50 godina radna aktivnost ne smije prelaziti 1000 mSv, a za stanovništvo starije od 70 godina - 70 mSv.

5. Uz istovremenu izloženost osobe izvorima vanjskog i unutarnjeg zračenja (multifaktorijalno zračenje) glavne granice doze navedene u tablici 1.4 odnose se na ukupna godišnja doza zbog svih faktora. Stoga vrijednosti DU (DMA) za svaki faktor izloženosti zasebno treba uzeti manje nego u tablici 1.5.

6. Za žene mlađi od 45 godina, raspoređeni u osoblje skupine A, uvedena su dodatna ograničenja: ekvivalentna doza donjeg dijela trbuha ne smije biti veća od 1 mSv mjesečno. U tim uvjetima, učinkovita doza zračenja fetusa za 2 mjeseca. neotkrivena trudnoća neće prijeći 1 mSv. Nakon utvrđivanja činjenice trudnoće, uprava poduzeća je dužna premjestiti ženu na posao koji nije povezan sa zračenjem.

7. Planirano povećano izlaganje iznad utvrđenih granica doze (PD = 50 mSv u smislu efektivne doze) dopušteno je tijekom likvidacije ili sprječavanja nesreće samo ako je potrebno spasiti ljude i (ili) spriječiti njihovo izlaganje. Takvo zračenje dopušteno je samo muškarcima starijim od 30 godina samo uz njihov dobrovoljni pisani pristanak, nakon što su upoznati s mogućim dozama i zdravstvenim rizicima. Izloženost u dozama do 2 PD (100 mSv) ili do 4 PD (200 mSv) dopuštena je samo uz dopuštenje teritorijalnih, odnosno saveznih tijela Državnog sanitarnog i epidemiološkog nadzora, i to samo za osobe iz skupine A. osoblje.

8. Izloženost u dozama iznad 4 PD (200 mSv) smatrati potencijalno opasnim. Osobama izloženim zračenju u takvim dozama, naknadni rad s izvorima zračenja dopušten je samo pojedinačno odlukom nadležnog liječničkog povjerenstva.

slučajeva neplanirana povećana izloženost kod ljudi u dozama iznad granice izloženosti podliježu ispitivanju.

Tablica 1.4. Osnovne granice doze

**Sve vrijednosti PD i DU za osoblje skupine B su jednake 1 / 4 od odgovarajućih vrijednosti za osoblje skupine A.

Tablica 1.5. Dopuštene razine za vanjsko izlaganje jednom faktoru

2.1. Priprema za rad

Cilj

1. Procjena radijacijske sigurnosti studenata i laboratorijskog osoblja pri radu sa zatvorenim radionuklidnim izvorom gama zračenja.

2. Proučavanje zakona slabljenja gama zračenja s udaljenošću od izvora.

3. Provjera očitanja različitih dozimetara s izračunom brzine doze.

Primijenjena oprema i materijali

1. Zatvoreni radionuklidni izvor gama zračenja s izotopom 27 Co 60 (kobalt-60), smješten u zaštitnu posudu od olova debljine stijenke 10 cm. kolimator(otvorni kanal koji omogućuje dobivanje ograničenog snopa g-zračenja).

2. Pokretna kolica i ravnalo s podjelama za mjerenje udaljenosti od izvora do mjernog senzora (detektora).

3. Dozimetri s detektorima koji registriraju gama zračenje.

Glavne karakteristike instalacije s izvorom gama zračenja

Termin "zatvoreni radionuklidni izvor" znači tehnički proizvod, čiji dizajn isključuje širenje radioaktivnih tvari na okoliš pod uvjetima uporabe i trošenja za koje je dizajniran. Gama izvor kobalt GIK-2-9 je zatvorena kapsula od nehrđajućeg čelika (cilindar 10 x 10 mm), unutar koje se nalazi radioaktivni izotop Co-60. Korisni protok gama kvanta slobodno prodire kroz tanke stijenke kapsule (uz malu filtraciju). Za potrebe ovog rada, izvor se može smatrati točkastim, izotropnim i monoenergetskim izvorom.

Radi zaštite od gama zračenja izvor GIK-2-9 nalazi se u olovnom spremniku debljine stijenke x = 10,5 cm u kojem se nalazi prolazni kolimacijski kanal zatvoren olovnim čepom. Kada se utikač izvadi, dobiva se radni snop gama zračenja koji se lagano širi, usmjeren od ljudi. U ovom snopu mjere se brzine doze na različitim udaljenostima od izvora.

U izvješću o radu s laboratorijskog plakata potrebno je napisati:

skica zaštitnog spremnika s izvorom (u presjeku);

energija fotona gama zračenja kobalta (Eg = 1,25 MeV);

Vrijeme poluraspada izotopa Co-60 (T 1/2 = 5,27 godina);

početna aktivnost izvora ao(Bq) i datum potvrde izvora;

Brzina doze izloženosti prema putovnici na udaljenosti od 1 m (µR/h);

vrijednost gama konstante kobalta-60 G (nGy × m 2 / (s × GBq))

2.2. Procjena radijacijske sigurnosti pri radu s izvorom

Osobe koje borave u dozimetrijskom laboratoriju, prema nalogu sveučilišta, razvrstane su u "skupinu A osoblja" (nastavnici i zaposlenici) i "skupinu B osoblja" (studenti). Dopuštene granice godišnje efektivne doze prema NRB-99 za njih su PD A = 20 mSv i PD B = 5 mSv.

Za procjenu radijacijske sigurnosti treba procijeniti godišnju efektivnu dozu radnika, odvajajući komponentu uzrokovanu ljudskim djelovanjem od prirodne. Za takva mjerenja najprikladniji je prijenosni digitalni dozimetar MKS-08, uključen u način mjerenja brzine ekvivalentne doze (µSv/h). Pažnja: da biste dobili točna očitanja, instrument mora biti usmjeren s detektorom ( stražnja strana tijelo) na izvor zračenja.

1. Nakon što ste prošetali laboratorijem s dozimetrom, obavite radijacijsko izviđanje, tj. pronaći mjesta sa povećana razina gama zračenje. Preporuča se mjerenje DER-a na površini svih uređaja označenih znakovima opasnosti od zračenja(kontejneri, sefovi, skupovi izvora na drugim radnim površinama). Zabilježite DER vrijednosti za 3-4 karakteristične točke u izvješću, označavajući ih na tlocrtu.

2. Odredite prosječnu vrijednost prirodne pozadine (ekvivalentna brzina doze f) na točkama koje se nalaze na najvećoj udaljenosti od umjetnih izvora, a također, ako je moguće, izvan prozora (u ovom slučaju obratite pozornost na razliku u očitanjima izvan prozora i unutar sobe).

3. Izmjerite prosječnu vrijednost brzine ekvivalentne doze rm na radnom mjestu, koje se nalazi što bliže izvoru, tj. s najvišom razinom zračenja. Kanal kolimirajućeg izvora mora biti otvoren, tj. stvorio najgore radijacijsko okruženje. Oduzimanjem pronađite tehnogenu komponentu brzine ekvivalentne doze:

R.m - f

4. Pod istim uvjetima izračunati efektivnu brzinu doze na radnom mjestu. Da biste to učinili, potrebno je uzeti u obzir neravnomjerno zračenje organa i tkiva tijela u blizini izvora, tj. izmjeriti DER T za 13 organa i tkiva, a zatim ih pomnožiti s težinskim koeficijentima radioosjetljivosti W T. U našim uvjetima dovoljno je ograničiti se na mjerenja za četiri kontrolne točke tijela: 1 - glava, 2 - prsa, 3 - spolne žlijezde, 4 - stopala i za njih uzmite uvećane težinske koeficijente W K (vidi tablicu 2.1).

Za prihvaćeni položaj tijela na radnom mjestu („sjedeći” ili „stojeći” prema uputama nastavnika) izmjerite ekvivalentnu brzinu doze K na četiri kontrolne točke. Od svih očitanja oduzmite prosječnu prirodnu pozadinu f definirano u klauzuli 2.

= Σ (K · W K), (2.1)

gdje je k = 1…4 kontrolni broj točke tijela, K – tehnogena komponenta DER-a i W K – težinski koeficijent organa i tkiva za svaku točku (tablica 2.1).

Tablica 2.1. Za određivanje efektivne brzine doze na radnom mjestu

Kontrolna točka K	Organi (tkiva)	Težinski koeficijenti
		W T (NRB-99)
	1. Štitnjača
	2. "Ostalo"
	3.Crveno kost mozak

	5. Želudac
	6. Prsna žlijezda

	8. Jednjak

	10. Debelo crijevo
	11. Mokraćni mjehur

	13. Stanice koštanih površina
Kontrolna svota

Ukupno: \u003d Σ ( K Wk) \u003d ___________ μSv / h

Nađite koeficijent nejednolikosti zračenja jednak omjeru efektivne doze i očitanja jednog dozimetra:

α = /

te zaključiti je li u danim uvjetima svrhovito uzeti u obzir neravnomjernost izloženosti pri određivanju efektivne doze.

6. Uz pretpostavku da je student na ovom radnom mjestu svih 16 sati laboratorijske radionice, odredite najveću moguću efektivnu dozu tehnogene izloženosti studenta za tekuću godinu:

E klin = 16.

7. Na temelju istih razmatranja procijenite najveću moguću godišnju dozu za osoblje skupine A, uz pretpostavku da je standardno radno vrijeme zaposlenika 1700 sati:

E osobe = 1700.

7. Odredite efektivnu dozu iz prirodne izloženosti za istu kalendarsku godinu (8760 sati), pod pretpostavkom da prirodna izloženost ravnomjerno utječe na ljudske organe i tkiva:

E jesti \u003d f 8760.

Procijenite moguće širenje doze prirodnog izlaganja, grubo prihvaćajući interval pouzdanosti za maksimalne i minimalne pozadinske vrijednosti izmjerene u stavku 2.:

Δ = (max - min) 8760,

gdje su max, min pozadinske vrijednosti. Vrijednost godišnje doze prirodne izloženosti, uzimajući u obzir moguće širenje, prikazati u obliku E eat ± Δ/2 mSv.

8. Pomoću učinkovite doze procijenite dodatni individualni životni rizik od učinaka bez praga kod učenika i zaposlenika, 1/(osoba · godina) povezan s prihvaćenim radnim uvjetima:

r = E stud, perzijski r E ,

gdje je koeficijent rizika uzet jednak r E = 5.6 10 – 2 1/ (osoba · · Sv).

9. Izvedite zaključke o radijacijskoj sigurnosti u laboratoriju, u svrhu čega usporedite godišnje doze tehnogene izloženosti zaposlenika i studenata s odgovarajućim granicama doza PD A i PD B. Izračunajte faktor margine do granica doze.

Usporedite doze tehnogene izloženosti zaposlenika i učenika s očekivanom godišnjom dozom od prirodne izloženosti i njezine disperzije.

2.3. Uklanjanje ovisnosti brzine doze o udaljenosti

U ovom dijelu rada potrebno je izmjeriti ovisnost brzine doze o udaljenosti do izvora pomoću tri različita dozimetra naizmjenično u uvjetima otvorenog i zatvorenog kolimatora na spremniku s izvorom.

S otvorenim kolimatorom detektor koji se nalazi u snopu gama zraka izravno "vidi" točkasti izvor i registrira njegovo izravno zračenje. Apsorpciju i raspršenje u zraku na malim udaljenostima možemo zanemariti, stoga je u ovom slučaju zakon inverznih kvadrata: intenzitet zračenja u vakuumu obrnuto je proporcionalan kvadratu udaljenosti od točkastog izotropnog izvora, na primjer:

1/2 = (r 2 / r 1) 2 .

Sa zatvorenim kolimatorom Detektor registrira zračenje značajno prigušeno (za faktor 300 ili više) i raspršeno u olovnom štitu. Izvor raspršenog zračenja je cijela površina spremnika, stoga se izvor više ne može smatrati točkastim izvorom i zakon inverznog kvadrata može vrijediti samo na velikim udaljenostima od njega.

Za mjerenja detektor odabranog dozimetra postavlja se na kolica koja se kreću po ravnalu sa centimetarskim podjelama. Preporuča se započeti s velike udaljenosti (r = 150 cm), a zatim, postupno približavajući detektor izvoru, pronaći granicu na kojoj uređaj ne prelazi skalu. Izvršite 4–5 očitanja brzine doze na različitim udaljenostima u odabranom rasponu i oduzmite im pozadinu . Zabilježite vrijednosti udaljenosti i brzine doze u dnevnik promatranja (tablica 2.2). Očitanja dozimetra treba pretvoriti u DER jedinice (µSv/h) u dnevniku ako je instrument kalibriran u drugim jedinicama.

Mjerenja treba ponoviti s nekoliko instrumenata s otvorenim i zatvorenim kolimatorom. Istodobno, treba uzeti u obzir da zbog različite osjetljivosti dozimetara, neki od njih mogu "izbaciti skalu" u otvorenom snopu, dok drugi ne pokazuju ništa kada su zatvoreni. Uređaj UIM-2-2, kalibriran u jedinicama s –1, mjeri tok fotona kroz detektor (F) i naziva se radiometar. Za pretvaranje njegovih očitanja u jedinice brzine doze, trebali biste upotrijebiti kalibracijske ovisnosti koje se nalaze na radnoj površini.

Rezultate mjerenja ovisnosti DER-a o udaljenosti prikazati na dva grafa (jedan za otvoreni kolimator, drugi za zatvoreni kolimator). Na svakoj od njih primijenjene su 3 krivulje koje izglađuju eksperimentalne točke.

Tablica 2.2. Dnevnik brzine ekvivalenta doze

Tip uređaja	jedinica mjere	Udaljenost r, cm
Tip uređaja	jedinica mjere
*Kolimator otvoren*
MKS-01-R
MKS-08-P



*Kolimator zatvoren*
MKS-01-R
MKS-08-P

Bilješka: od indikacija označenih sa * treba oduzeti prirodnu pozadinu.

2.4. Izračun brzine doze iz aktivnosti izvora

Izračuni brzine doze prikladno se izvode u obliku tablice. 2.3.

Tablica 2.3. Časopis za proračune jačine doze

	Udaljenost r, m
	*Kolimator je otvoren.* Izotop:______ G=________ Aktivnost A=_______ na dan rada
	Nezaštićeni izvor, isključujući prigušenje zraka Brzina ekvivalentne doze o, µSv/h
Linearni koeficijent prigušenja zraka μ V = ________ cm -1
	Proizvod μ B x B (x B \u003d r)
	Faktor skladištenja zraka B ∞ (μ B x V)
	Omjer prigušenja zraka K= exp (μ V x V) / V ∞
	Nezaštićeni izvor, s obzirom na prigušenje zraka: brzina ekvivalenta doze 1 = o / K
	*Kolimator je zatvoren.* Debljina olovnog štita x Pb = 10,5 cm
Linearni koeficijent prigušenja olova μ Pb = ______ cm - 1
Korekcija faktora akumulacije za geometriju barijere d =_______
Faktor nakupljanja zaštite olova V R b (μx) P b = _______________
Omjer prigušenja olova K Pb \u003d exp (μx) P b / (B P b d) \u003d _________ puta
	DER uzimajući u obzir prigušenje u olovu: 2 \u003d 1 exp (-μx) P b B R b d \u003d 1 / K Pb

ALI = ao/ 2n , (2.2)

gdje je n broj poluživota koji su prošli od datuma mjeriteljske certifikacije izvora do datuma eksperimenta: n = (t - To) / T 1/2

t je trenutni datum eksperimenta, To je datum certifikacije, T 1/2 je poluživot (n mora biti bez dimenzija); ao je početna aktivnost izvora prema putovnici (podaci preuzeti s laboratorijskog plakata).

2. Na isti način ponovno izračunajte brzinu doze izloženosti putovnice na datum eksperimenta na udaljenosti od 1 m od izvora, što je naznačeno na plakatu laboratorija na datum njegove ovjere. Pretvorite ga u ekvivalentne jedinice brzine doze (µSv/h).

3. Izračunajte DER vrijednosti na različitim udaljenostima od izvora izvan zaštitnog spremnika – o (r), µSv/h. Za izračune se koristi zakon obrnutog kvadrata: brzina doze iz točkastog izotropnog izvora izravno je proporcionalna njegovoj aktivnosti i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti do njega:

G · ALI/ r 2 , nGy /s, (2.3)

gdje je brzina apsorbirane doze, nGy/s; G je gama konstanta radionuklida, nGy × m 2 / (s × GBq); ALI je aktivnost izvora, GBq; r – udaljenost, m.

Za određivanje brzine ekvivalentne doze (µSv/h) u formulu se uvode težinski faktor zračenja W R , jednak jedinici za gama zračenje, i faktor pretvorbe 3,6 = 3600/1000:

O(r) = G ALI/ r 2 3,6 W R , µSv/h. (2.4)

Izračune prema formuli (2.4) treba upisati u redak s brojem 2 u tablici 2.3.

Za udaljenost r =1 m, usporedite vrijednost DER s vrijednošću putovnice dobivenom u koraku 2.

4. Napravite korekciju za prigušenje gama zračenja u zraku. Debljina sloja zraka uzima se jednakom udaljenosti od izvora do detektora, x = r.

Mnogostrukost slabljenja zračnog sloja debljine x V cm iznosi

K = exp (μ B x B) / B ∞,

gdje je μ V linearni koeficijent prigušenja zraka, ovisno o energiji gama zraka, cm–1; V ∞ je akumulacijski faktor u beskonačnoj geometriji, koji uzima u obzir doprinos zračenja raspršenog zrakom (ovisi o energiji gama zraka i o umnošku μh). Ove vrijednosti se uzimaju prema tablicama A.1 i A.2 za energiju izvora gama zračenja.

DER na različitim udaljenostima, uzimajući u obzir prigušenje u zraku 1 = o / K, treba napisati u 6. retku tablice 2.3.

5. Izračunajte DER vrijednosti na istim udaljenostima za slučaj kada je izvor u zatvorenom olovnom spremniku (geometrija olovnog štita može se smatrati barijerom). Mnogostrukost slabljenja olovne zaštite debljine x P b = 10,5 cm je

K R b \u003d exp (μ R b x R b) / (B R b d) ,

gdje je μ R b linearni koeficijent slabljenja olova, uzet iz energije gama zraka (tablica A.1); V R b je faktor nakupljanja olova za beskonačnu geometriju, uzet prema tablici P.2, a d je korekcija za geometriju barijere (ovisi samo o energiji gama zraka), uzet prema tablici P.3. DER uzimajući u obzir prigušenje u izvodu 2 = 1 / K R b treba napisati u 8. retku tablice 2.3.

6. Rezultate proračuna prema tablici 2.3 potrebno je iscrtati na dva odgovarajuća grafikona dobivena kao rezultat mjerenja DER s udaljenosti: jedan grafikon za slučaj nezaštićenog izvora - 1 (r), drugi za izvor postavljen u spremnik - 2 (r). Radi lakšeg usklađivanja očitanja dozimetra s izračunima, eksperimentalne točke iz tablice 2.2 treba prikazati na grafikonima.

7. Zaključci ovog dijela rada trebaju biti:

Formulirati zakon slabljenja zračenja s povećanjem udaljenosti od izvora;

Razmislite o mogućim razlozima odstupanja očitanja instrumenata od izračunatih vrijednosti;

Procijeniti sposobnost upijanja zraka;

ispitna pitanja

1. Učinci ionizirajućeg zračenja na ljudski organizam.

2. Deterministički učinci zračenja, mehanizam razvoja.

3. Stohastički učinci zračenja, mehanizam razvoja.

4. Izravni i neizravni učinci zračenja na biološka tkiva.

5. Apsorbirana i ekvivalentna doza - definicija, mjerne jedinice.

6. Djelotvorna doza, opseg.

7. Kolektivna doza i kolektivna šteta.

8. Brzina doze. Prirodna pozadina zračenja.

9. Ciljevi radijacijske sigurnosti i načini njihovog postizanja.

10. Načela osiguranja radijacijske sigurnosti.

11. Načelo opravdanja.

12. Načelo regulacije.

13. Načelo optimizacije.

14 Vrste izloženosti ljudi razmatrane u NRB-99.

15. Vrste izvora zračenja izuzetih od kontrole i obračuna.

16. Osnovne granice doze - definicija i sadržaj pojma.

17. Dopuštene razine vanjske tehnogene izloženosti - veza s glavnim granicama doza.

18. Gama konstanta izvora. Odnos između brzine doze koju stvara točkasti izotropni izvor γ-zračenja, aktivnosti i udaljenosti.

19. Zakon slabljenja zračenja s udaljenošću.

20. Zakon slabljenja zračenja u tvari.

21. Namjena, princip rada i glavne karakteristike uređaja korištenih u ovom radu. Moguća područja primjene ovih uređaja.

22. Načela zaštite od izloženosti vremenu, udaljenosti i ekranima.

23. Procijenjeno vrijeme izlaganja i dopuštena brzina doze.

24. Dopušteno vrijeme rada s izvorom zračenja (kada ga treba ocijeniti i kako).

Bibliografski popis

2. savezni Zakon o radijacijskoj sigurnosti stanovništva. br. 3-FZ od 01.09.1996.

3. Norme sigurnost od zračenja / NRB-99. - M.: TsSEN Ministarstva zdravstva Ruske Federacije, 1999. - 116 str.

4. Glavni sanitarna pravila osiguranje sigurnosti od zračenja / OSPORB-99. - M.: TsSEN Ministarstva zdravstva Ruske Federacije, 2000. - 132 str.

5. Kutkov, V.A. Osnovne odredbe i zahtjevi regulatornih dokumenata u praksi osiguranja radijacijske sigurnosti nuklearnih elektrana: udžbenik / V. A. Kutkov [i drugi] - M: Ed. OIATE, 2002. - 292 str.

6. Kozlov, V.F. Referentna knjiga o sigurnosti zračenja / V.F.Kozlov. – M.: Energoatomizdat, 1999. – 520 str.

7. Norme sigurnost od zračenja NRB-76/87 i Osnovna sanitarna pravila za rad s radioaktivnim tvarima i drugim izvorima ionizirajućeg zračenja OSP-72/87 / Ministarstvo zdravstva SSSR-a. – M.: Energoatomizdat, 1988. – 160 str.

8. Golubev, B.P. Dozimetrija i zaštita od ionizirajućeg zračenja / B.P. Golubev. – M.: Energoatomizdat, 1986. – 464 str.

Primjena

Tablica A.1. Linearni koeficijenti prigušenja μ , cm–1, za neke tvari ovisno o energiji fotonskog zračenja

	Materijal
			Aluminij

Tablica A.2. Faktori akumulacije doze u beskonačnoj geometriji B ∞

za točkasti izotropni izvor

E g ,	Raditi μx(indeks slabljenja okoline)
E g ,


















Olovo (u slučaju ravnog jednosmjernog izvora)

Tablica A.3. Dopuna Tablice A.2 za izračun faktora akumulacije NA b točkasti izotropni izvor u geometriji barijere ( d = B prije Krista ∞ )

1. OSNOVE SIGURNOSTI OD ZRAČENJA……………….…………....3

1.1. Biološki učinak ionizirajućeg zračenja………………….……..3

1.2. Prag i učinci bez praga kod izloženosti ljudi…….…….…5

1.3. Osnovne dozimetrijske veličine i njihove mjerne jedinice………………………………………………………………………………..12

1.4. Osnovne odredbe NRB-99 Standarda radijacijske sigurnosti……..…15

2.1. Priprema za rad………………………………………………………….….18

2.2. Procjena radijacijske sigurnosti pri radu s izvorom……….….19

2.3. Uklanjanje ovisnosti brzine doze o udaljenosti………………………..21

2.4. Izračun brzine doze prema aktivnosti izvora…………………………..23

Kontrolna pitanja………………………………………………………………..25

Bibliografski popis……………………………………………………….…26

Primjena……………………………………………………………………………..26

Međunarodna komisija za zaštitu od zračenja osnovana je 1928. na 2. međunarodnom radiološkom kongresu. Zajedno s Međunarodnom komisijom za jedinice i mjerenja zračenja (ICRU, 1925.) okuplja stručnjake na području mjerenja zračenja, bioloških učinaka zračenja, dozimetrije i radijacijske sigurnosti.

Znanstveni odbor Ujedinjenih naroda o učincima atomskog zračenja. Utemeljio ju je UN 1955. godine za procjenu zdravstvenih učinaka izloženosti ionizirajućem zračenju.