Kuidas arvutada kaitset beetakiirguse eest. Praktiline kaitse ioniseeriva kiirguse eest

Alfa- ja beetakiirguse vastase kaitse arvutamine

ajakaitse meetod.

kauguskaitse meetod;

Barjääri (materjali) kaitse meetod;

Gammakiirguse allikate väliskiirgusdoos on võrdeline kokkupuuteajaga. Nende allikate puhul, mida võib pidada punktallikateks, on doos aga pöördvõrdeline sellest kauguse ruuduga. Seetõttu saab nendest allikatest tulenevat personali kiiritusdoosi vähendada mitte ainult tõkkega (materjaliga) kaitsemeetodi kasutamisega, vaid ka tööaja piiramisega (ajakaitse) või kiirgusallika ja kiirgusallika vahelise kauguse suurendamisega. töötaja (kaitse kaugusega). Neid kolme meetodit kasutatakse tuumaelektrijaamade kiirguskaitse korraldamisel.

Alfa- ja beetakiirguse vastase kaitse arvutamiseks piisab tavaliselt maksimaalse tee pikkuse määramisest, mis sõltub nende algenergiast, aga ka aatomarvust, aatommass ja absorbendi tihedus.

Alfakiirguse eest kaitsmine tuumaelektrijaamades (näiteks "värske" kütuse vastuvõtmisel) ei ole aines olevate lühikeste teepikkuste tõttu keeruline. Alfa-aktiivsete nukliidide peamine oht on ainult keha sisemise kiiritamise korral.

Beetaosakeste maksimaalse teepikkuse saab määrata järgmiste ligikaudsete valemitega, vt:

õhu puhul - R β =450 E β , kus E β on beetaosakeste piirenergia, MeV;

kergete materjalide (alumiinium) puhul - R β = 0,1E β (E β juures< 0,5 МэВ)

R β =0,2E β (E β juures > 0,5 MeV)

Tuumaelektrijaamades töötamise praktikas on erineva konfiguratsiooni ja suurusega gammakiirguse allikaid. Nendest saadavat doosikiirust saab mõõta sobivate instrumentidega või arvutada matemaatiliselt. Üldjuhul määrab allikast lähtuva doosikiiruse kogu- või spetsiifiline aktiivsus, kiirgusspekter ja geomeetrilised tingimused – allika suurus ja kaugus selleni.

Lihtsaim gammakiirguse tüüp on punktallikas. . See on selline gamma-kiirgur, mille puhul võib arvutustäpsust oluliselt kaotamata jätta tähelepanuta selle suurus ja kiirguse iseneeldumine selles. Praktikas võib punktallikaks pidada kõiki seadmeid, mis kiirgavad gammakiirgust rohkem kui 10 korda suuremate vahemaade tagant.

Footonkiirguse vastase kaitse arvutamiseks on mugav kasutada universaalseid tabeleid kaitse paksuse arvutamiseks sõltuvalt kiirguse sumbumise suhtest K ja gammakiirte energiast. Sellised tabelid on toodud kiirgusohutuse teatmeteostes ja arvutatud aine punktallikast lähtuva laia footonikiire sumbumise valemi alusel, võttes arvesse akumulatsioonitegurit.

Tõkkekaitse meetod (kitsa ja laia valgusvihu geomeetria). Dosimeetrias on mõisted "lai" ja "kitsas" (kollimeeritud) footonkiirguse kiir. Kollimaator, nagu diafragma, piirab detektorisse siseneva hajutatud kiirguse hulka (joonis 6.1). Kitsast tala kasutatakse näiteks mõnes dosimeetriliste instrumentide kalibreerimiseks.

Riis. 6.1. Kitsa footonkiire skeem

1 - konteiner; 2 - kiirgusallikas; 3 - diafragma; neli - kitsas footonite kiir

Riis. 6.2. Kitsa footonikiire sumbumine

Kitsa footonkiirguse kiire nõrgenemine kaitses selle interaktsiooni tagajärjel ainega toimub vastavalt eksponentsiaalseadusele:

I \u003d I 0 e - m x (6,1)

kus Iо on esialgse kitsa footonkiire suvaline tunnus (vootihedus, doos, doosikiirus jne); I - kitsa tala meelevaldne omadus pärast paksuse x kaitse läbimist , cm;

m - lineaarne sumbumiskoefitsient, mis määrab kaitsematerjalis vastasmõju kogenud monoenergeetiliste (sama energiaga) footonite osakaalu teeühiku kohta cm -1.

Avaldis (7.1) kehtib ka massisummutuskoefitsiendi m m kasutamisel lineaarse asemel. Sel juhul tuleb kaitse paksust väljendada grammides ruutsentimeetri kohta (g / cm 2), siis jääb korrutis m m x mõõtmeteta.

Enamasti kasutatakse footonkiirguse sumbumise arvutamisel laia kiiret ehk footonite kiirt, kus esineb hajutatud kiirgust, mida ei saa mainimata jätta.

Kitsaste ja laiade talade mõõtmistulemuste erinevust iseloomustab akumulatsioonitegur B:

B \u003d Iwide / Inarrow, (6.2)

mis sõltub allika geomeetriast, primaarse footonkiirguse energiast, materjalist, millega footonkiirgus interakteerub, ja selle paksusest, väljendatuna mõõtmeteta ühikutes mx .

Laia footonkiirguse sumbumise seadust väljendatakse järgmise valemiga:

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

kus m, m br on vastavalt kitsaste ja laiade footonikiirte lineaarne sumbumiskoefitsient. m ja AT erinevate energiate ja materjalide kohta on antud kiirgusohutuse käsiraamatutes. Kui teatmeteostes on laia footonikiire puhul märgitud m, siis ei tohiks akumulatsioonitegurit arvesse võtta.

Kõige sagedamini kasutatakse footonkiirguse eest kaitsmiseks järgmisi materjale: plii, teras, betoon, pliiklaas, vesi jne.

Tõkkekaitse meetod (kaitse arvutamine poolsummutuskihtide järgi). Kiirguse sumbumise suhe K on mõõdetud või arvutatud efektiivse (ekvivalentse) doosikiiruse P meas ilma kaitseta suhe keskmise aastase efektiivse (ekvivalentse) doosikiiruse P cf lubatud tasemega samas kohas paksuse kaitseekraani taga. x:

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

kus P cf on keskmise aastase efektiivdoosikiiruse (ekvivalentsed) lubatud tase;

PD A – efektiivne (ekvivalentne) doosi piirang rühma A töötajatele.

1700 tundi - A-rühma personali aasta tööajafond.

K \u003d P mõõdud / P vrd;

kus P meas on mõõdetud efektiivne (ekvivalentne) doosikiirus ilma kaitseta.

Universaaltabelitest antud materjali üliolulise kaitsekihi paksuse x (cm) määramisel peaks teadma footoni energiat e (MeV) ja kiirguse sumbumistegurit K. .

Universaalsete tabelite puudumisel saab varjestuse ligikaudse paksuse operatiivse määramise teostada, kasutades laia valgusvihu geomeetria footonite sumbumise poolpunkti ligikaudseid väärtusi. Poolsummutuskiht Δ 1/2 on sellise paksusega kaitse, mis nõrgendab kiirgusdoosi 2 korda. Teadaoleva sumbumisteguri K korral on võimalik määrata vajalik poolsummutuskihtide arv n ja sellest tulenevalt ka kaitse paksus. Definitsiooni järgi on K = 2 n Lisaks valemile esitame ligikaudse tabeli seose sumbumise kordsuse ja poolsummutuskihtide arvu vahel:

Teadaoleva kihtide arvu poolsummutusega n on kaitse paksus x = Δ 1/2 n.

Näiteks plii poolsummutuskiht Δ 1/2 on 1,3 cm, pliiklaasil - 2,1 cm.

kauguskaitse meetod. Vaakumis punktallikast lähtuva footonkiirguse doosikiirus varieerub pöördvõrdeliselt kauguse ruuduga. Sel põhjusel, kui doosikiirus Pi määratakse mingil teadaoleval kaugusel Ri , siis doosikiirus Rx mis tahes muul kaugusel Rx arvutatakse järgmise valemiga:

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

ajakaitse meetod. Ajakaitsemeetodit (töötaja ioniseeriva kiirgusega kokkupuute aja piiramine) kasutatakse enim kiirgusohtlike tööde tegemisel kontrollitud juurdepääsutsoonis (CCA). Need tööd dokumenteeritakse dosimeetrilise korraldusega, kus on märgitud tööde lubatud aeg.

7. peatükk IONISERIVA KIIRGUSE REGISTREERIMISMEETODID

Numbri juurde tehnilisi vahendeid kaitse hõlmab mitmesuguste peegeldavatest ja neelavatest materjalidest valmistatud ekraanide seadet kiirgus. Ekraanid on paigutatud nii statsionaarselt kui ka mobiilselt (joon. 58).

Kaitseekraanide arvutamisel määratakse nende materjal ja paksus, mis sõltuvad kiirguse tüübist, osakeste ja kvantide energiast ning selle sumbumise nõutavast kordsusest. Kaitsematerjalide omadused ja kiirgusallikatega töötamise kogemus võimaldavad välja tuua ühe või teise kaitsematerjali kasutamise eelispiirkonnad.

Metalli kasutatakse kõige sagedamini mobiilseadmete ehitamiseks ja ehitusmaterjale (betoon, tellis jne) - statsionaarsete kaitseseadmete ehitamiseks.

Vaatesüsteemides kasutatakse kõige sagedamini läbipaistvaid materjale ja seetõttu peavad neil olema mitte ainult head kaitse-, vaid ka kõrged optilised omadused. Sellistele nõuetele vastavad hästi järgmised materjalid: pliiklaas, lubjaklaas, vedelikuga täidetud klaas (tsinkbromiid, tsinkkloriid);

Pliikummi kasutatakse kaitsematerjalina gammakiirguse eest.

Riis. 58. Mobiiliekraan

Kaitseekraanide arvutus põhineb vastastikmõju seadustel mitmesugused kiirgus koos ainega. Alfakiirguse eest kaitsmine pole keeruline ülesanne, kuna normaalse energiaga alfaosakesed neelduvad 60 mikroni suuruse eluskoe kihiga, samal ajal kui epidermise (surnud naha) paksus on 70 mikronit. Paarisentimeetrine õhukiht või paberileht on piisav kaitse alfaosakeste eest.

Kui beetakiirgus läbib ainet, tekib sekundaarne kiirgus, seetõttu tuleks kaitsematerjalina kasutada kergeid materjale (alumiinium, pleksiklaas, polüstüreen), kuna materjali aatomarvu suurenedes suureneb eraldumise energia.

Kaitseks beetaosakeste (elektronide) eest kõrge energia kasutatakse pliikilpe, kuid varjeste sisevooder peab olema väikese aatomarvuga materjalist, et vähendada elektronide algenergiat ja sellest tulenevalt ka pliis tekkiva kiirguse energiat.

Avaldise järgi määratakse alumiiniumist kaitseekraani paksus (g/cm2).

d = (0,54Emax - 0,15),

kus Emax on antud radioaktiivse isotoobi beetaspektri maksimaalne energia MeV.

Kaitseseadmete arvutamisel tuleb ennekõike arvesse võtta kiirguse spektraalset koostist, selle intensiivsust, samuti kaugust allikast, mille juures hoolduspersonal asub, ja kiirgussfääris viibitud aega. kokkupuude.

Praeguseks on olemasolevate arvutuslike ja eksperimentaalsete andmete põhjal teada sumbumissuhte tabelid, samuti mitmesugused nomogrammid, mis võimaldavad määrata erineva energiaga gammakiirguse kaitse paksust. Näiteks joonisel fig. Joonisel 59 on näidatud nomogramm pliivarjestuse paksuse arvutamiseks punktallikast laia Co60 gammakiirguse kiirte jaoks, mis tagab kiirgusdoosi vähenemise maksimaalse lubatud piirini. Abstsissteljele on kantud kaitse paksus d, ordinaatteljel on koefitsient K1 võrdne

(24)

kus M on ravimi gammaekvivalent, mg*ekv. Ra;

t on tööaeg kiirgusega kokkupuute sfääris, h; R on kaugus allikast, cm. Näiteks on vaja arvutada kaitse Co60 allikast, kui M = 5000 mEq Ra, kui saatjad on tööpäeva jooksul 200 cm kaugusel, st t = 6 tundi.

Asendades M, R ja t väärtused avaldisesse (24), määrame

Vastavalt nomogrammile (vt. joon. 59) leiame, et K1 = 2,5-10-1 korral on pliikilbi paksus d = 7 cm.

Teist tüüpi nomogrammi on näidatud joonisel fig. 60. Siin on y-teljel kujutatud sumbumise K kordsus, mis on võrdne

K=D0/D

Kasutades avaldist (23), saame

kus D0 on kiirgusallika poolt antud punktis varjestuse puudumisel tekitatud doos; D on doos, mis luuakse antud punktis pärast kaitseseadet.

Riis. Joonis 59. Nomogramm pliivarjestuse paksuse arvutamiseks punktallikast laia Co60 gammakiirguse korral

Oletame, et on vaja arvutada selle ruumi seinte paksus, kus asub gamma-raviüksus, mis on laetud Cs137 preparaadiga 400 g-ekv Ra (M = = 400 000 meq Ra). Lähim kaugus, mille kaugusel teenindajad asuvad naaberruumis R = 600 cm. Vastavalt sanitaarstandarditele naaberruumides, kus on inimesi, kes ei viibi radioaktiivsed ained, kiirgusdoos ei tohiks ületada 0,03 rem / nädalas või gammakiirguse puhul ligikaudu 0,005 rad tööpäeva kohta, st D = 0,005 rad t = 6 tundi nõrgenemist, kasutame valemit (23). Paljususe hindamiseks

Vastavalt joonisele fig. 60 määrame, et K = 1,1 korral. 104, betooni kaitse paksus on ligikaudu 70 cm.

Kaitsematerjali valimisel tuleb juhinduda selle konstruktsioonilistest omadustest, samuti nõuetest kaitse suurusele ja kaalule. Kaitsekatete jaoks erinevat tüüpi(gammateraapia, gammavigade tuvastamine), kui mass mängib olulist rolli, on kõige soodsamad kaitsematerjalid materjalid, mis nõrgendavad kõige paremini gammakiirgust. Mida suurem on aine tihedus ja seerianumber, seda suurem on gammakiirguse sumbumise aste.

Seetõttu kasutatakse ülaltoodud eesmärkidel kõige sagedamini pliid ja mõnikord isegi uraani. Sel juhul on kaitse paksus väiksem kui mõne muu materjali kasutamisel ja järelikult on kaitseümbrise kaal väiksem.

Riis. 60. Nomogramm gammakiirguse vastase kaitse paksuse arvutamiseks sumbumisteguri järgi

Statsionaarse kaitse loomisel (st ruumide kaitsmisel, kus tehakse tööd gammaallikatega), tagades inimeste viibimise naaberruumides, on kõige ökonoomsem ja mugavam kasutada betooni. Kui tegemist on pehme kiirgusega, milles fotoelektriline efekt mängib olulist rolli, lisatakse betoonile suure seerianumbriga aineid, eelkõige bariiti, mis võimaldab vähendada kaitse paksust.

Säilitamisel kasutatakse sageli vett kaitsematerjalina, st ravimid lastakse veekogusse, mille paksus tagab vajaliku kiirgusdoosi alanemise ohutule tasemele. Veekaitsega on mugavam seadet laadida ja laadida, samuti teha remonditöid.

Mõnel juhul võivad gammakiirguse allikatega töötamise tingimused olla sellised, et statsionaarset kaitset pole võimalik luua (paigaldiste laadimisel, radioaktiivse preparaadi konteinerist eemaldamisel, instrumendi kalibreerimisel jne). Siin peame silmas seda, et allikate aktiivsus on madal. Töötajate kaitsmiseks kokkupuute eest on vaja kasutada, nagu öeldakse, "ajakaitset" või "kauguskaitset". See tähendab, et kõik manipulatsioonid avatud gammakiirgusallikatega tuleks teha pikkade käepidemete või hoidikutega. Lisaks tuleb seda või teist toimingut teha ainult aja jooksul, mille jooksul töötaja saadud annus ei ületa sanitaareeskirjadega kehtestatud normi. Selline töö peab toimuma dosimeetri kontrolli all. Samal ajal ei tohiks ruumis viibida kõrvalised isikud ning kaitsta tuleb ala, kus annus ületab töötamise ajal maksimaalset lubatavat.

Kaitset on vaja perioodiliselt jälgida dosimeetriliste seadmete abil, kuna aja jooksul võib see osaliselt kaotada oma kaitseomadused erinevate terviklikkuse märkamatute rikkumiste ilmnemise tõttu, näiteks betoon- ja bariitbetoonaedade praod, mõlgid ja rebendid. pliilehtedest jne.

Neutronite vastase kaitse arvutamine toimub vastavate valemite või nomogrammide järgi. Sel juhul tuleks kaitsematerjalidena võtta väikese aatomarvuga aineid, sest iga tuumaga kokkupõrke korral kaotab neutron oma enamus selle energiast, seda lähemal on tuuma mass neutroni massile. Kaitsmiseks neutronite eest kasutatakse tavaliselt vett ja polüetüleeni. Puhtaid neutronivoogusid praktiliselt pole. Kõikides allikates on lisaks neutronitele võimsad gammakiirguse vood, mis tekivad nii lõhustumise kui ka lõhustumisproduktide lagunemise käigus. Seetõttu on neutronite vastase kaitse kavandamisel alati vaja samaaegselt ette näha kaitse gammakiirguse eest.

Kasulik informatsioon:

kus L 0 - kaugus punktkiirguse allikast koonilise pinna tipuni, mille nurk on 2 q 0 üleval, m;

P- kaitsekihtide arv.

kus i = 1, ..., 26;

Ei -1 ( n ) - energiarühma ülempiir, neutronkiirguse korral, MeV;

Ei ( n ) - neutronkiirguse energiarühma alumine piir, MeV;

E 0 = 10,5 MeV.

Ej-1 (g) - gammakiirguse energiarühma ülempiir, MeV;

Ej(g) - gammakiirguse energiarühma alumine piir, MeV;

kus D n - neutronkiirguse doosikiirus;

D g - gammakiirguse doosikiirus.

kus q i- vastavalt taotlusele veeruvektor, mille koostisosadi-maatriksi veergK.

kus Z ( k ) - vastavalt taotlusele arvutatud otsingukriteerium;

T i ( k ) - ruutfunktsioon, mis on arvutatud vastavalt rakendusele.

Kui kõigile i = 1, 2, ..., n+ 1 G i ( k ¢ ) suurem kui null, siis funktsiooni optimeerimine T on lõpetatud ja jätkake arvutustega üksuste kaupa täielikult lõpetatud optimeerimisetappide loenduri väärtusegak. Kui vähemalt üks väärtusG i ( k ¢ ) on väiksem kui null, siis jätkake arvutustega vastavalt p.

asendada X ( k ¢ ) H peal X ( k ¢ ) n+ 5 ja korrake algoritmi, alustades lk-st loenduri uue väärtusegak¢ = k¢ + 1.

k¢ = k¢ + 1.

asendada X ( k ) H peal X ( k ) n+ 5 ja korrake algoritmi täitmist, alustades n-st loenduri uue väärtusegak = k+ 1.

ja minge üle arvutuste juurde n. jaoksk = k+ 1.

LISA 1

Tehniliste dooside arvutamiseks vajalikud konstandid

* Märge. Indeks i koefitsiendiga m tähistab kihi materjali, milles tekib sekundaarne gammakiirgus, indeks j näitab kihi materjali, mille kohta arvutus tehakse.

LISA 2

Ei, MeV

mikrorem/s

1/cm 2 × s

Energiagrupi number i

Ei, MeV

mikrorem/s

1/cm 2 × s

Ei, MeV

To g i,

mikrorem/s

1/cm 2 × s

S g i,

Energiagrupi number i

Ei, MeV

To g i,

mikrorem/s

1/cm 2 × s

S g i,

kus k = 0 , ..., To.

Grupi voolutihedusJk sisse mina-grupp igas punktisrkesitatakse ka kahe komponendi summana

kus k = 0 , ..., To.

Rühma ristlõige kiirguse ja materjali interaktsioonistj-th kiht;

Teine laienemismoment rühma sees hajumise ristlõige materjali jaoksj-th kiht;

r k , ( j ) - sisepinna koordinaatj th kiht.

kus a k i,b k i,g k i- võrrandite kordajad;

d k i- võrrandite parem pool.

kus A 1 = 1-D r 1 /3r 1 ; B1 = 1 - D r 1 /3r 0 ;

föderaalne agentuur haridusest

Riiklik õppeasutus

kõrgemale kutseharidus

"Ivanovo Riiklik Energeetikaülikool

sai nime V.I. Lenini järgi

Tuumaelektrijaamade osakond

KIIRGUSOHUTUS
JA VÄLISE GAMMAKIIRGUSE DOSIMETRIA

Laboritöö läbiviimise juhend nr 1

Ivanovo 2009

Koostanud: A.Yu. TOKOV, V.A. KRYLOV, A.N. HIRMAD

Toimetaja V.K. SEMENOV

Juhend on mõeldud erialal "Tuumaelektrijaamad ja -paigaldised" õppivatele üliõpilastele, kes läbivad ioniseeriva kiirguse füüsika laboratoorse töötoa. Punktis 1 toodud teoreetiline materjal täiendab ja osaliselt dubleerib loengutes loetut.

Heakskiidetud tsükkel metoodiline komisjon IFF

Ülevaataja:

V. I. Lenini nimeline Ivanovo Riikliku Energeetikaülikooli tuumaelektrijaamade osakond

KIIRGUSOHUTUS JA DOSIMETRIA

VÄLINE GAMMAKIIRGUS

Laboratoorsete tööde juhend nr 1

kursusel "Kaitse kiirguse eest"

Koostanud: Tokov Aleksandr Jurjevitš,

Krylov Vjatšeslav Andrejevitš,

Strahhov Anatoli Nikolajevitš

Toimetaja N.S. Rabotaeva

Allkirjastatud avaldamiseks 7.12.09. Formaat 60x84 1/16.

Trükk on tasane. Konv. ahju l. 1.62. Tiraaž 100 eksemplari. Tellimuse nr.

GOUVPO "V. I. Lenini nimeline Ivanovo Riiklik Energiaülikool"

153003, Ivanovo, tn. Rabfakovskaja, 34.

Trükitud väljaandes UIUNL ISUE

1. KIIRGUSOHUTUSE ALUSED

1.1. Ioniseeriva kiirguse bioloogiline mõju

Ioniseeriv kiirgus, toimides elusorganismile, põhjustab selles pöörduvate ja pöördumatute muutuste ahela, mille "käivitaja" on ionisatsioon ja ergastus aine aatomid ja molekulid. Ionisatsioon (st neutraalse aatomi muundumine positiivseks iooniks) toimub siis, kui ioniseeriv osake (α, β - osake, röntgenikiirgus või γ - foton) kannab aatomi elektronkihile energiat, millest piisab orbitaali eraldumiseks. elektron (st sidumisenergia ületamine). Kui ülekantav osa energiast on sidumisenergiast väiksem, siis toimub ainult aatomi elektronkihi ergastus.

AT lihtsad ained kirves, mille molekulid koosnevad ühe elemendi aatomitest, ionisatsiooniprotsessiga kaasneb rekombinatsiooniprotsess. Ioniseeritud aatom kinnitub enda külge ühe keskkonnas alati esinevatest vabadest elektronidest ja muutub taas neutraalseks. Ergastatud aatom naaseb oma normaalolekusse elektroni üleminekul ülemiselt energiatasemelt madalamale ja kiirgub iseloomuliku kiirgusega footon. Seega ei too lihtainete aatomite ioniseerimine ja ergastamine kaasa mingeid muutusi kiiritatava keskkonna füüsikalis-keemilises struktuuris.

Suurest hulgast erinevatest aatomitest koosnevate kompleksmolekulide kiiritamisel on olukord erinev. (valgumolekulid ja muud koestruktuurid). Kiirguse otsene mõju makromolekulidele viib nende dissotsiatsioonini, s.o. keemiliste sidemete lõhkumiseks aatomite ionisatsiooni ja ergastamise tõttu. Kiirguse kaudne mõju keerukatele molekulidele avaldub vee radiolüüsi saaduste kaudu, mis moodustavad suurema osa kehamassist (kuni 75%). Energia neeldumise tõttu kaotab veemolekul elektroni, mis kannab oma energia kiiresti üle ümbritsevatele veemolekulidele:

H 2 O \u003d > H2O + + e – .

Selle tulemusena moodustuvad ioonid, vabad radikaalid, paaritu elektroniga radikaalioonid (H, OH, hüdroperoksiid HО 2 ), vesinikperoksiid H 2 O 2, aatomi hapnik:

H2O + + H2O = > H3O + + OH – + H ;

H + O 2 = > AGA 2 ; AGA 2 + EI 2 => H2O2 + 2O.

Vabad radikaalid, mis sisaldavad paarituid elektrone, on äärmiselt reaktiivsed. Vaba radikaali eluiga ei ületa 10-5 s. Selle aja jooksul rekombineeruvad vee radiolüüsi saadused üksteisega või astuvad katalüütilisse ahelreaktsiooni valgumolekulide, ensüümide, DNA ja muude rakuliste struktuuridega. Indutseeritud vabade radikaalide poolt keemilised reaktsioonid areneda suure saagisega ja kaasata sellesse protsessi sadu ja tuhandeid molekule, mida kiirgus ei mõjuta.

Ioniseeriva kiirguse mõju bioloogilistele objektidele võib jagada kolmeks etapiks, mis toimuvad erinevatel tasanditel:

1) aatomitasandil - aatomite ionisatsioon ja ergastamine, mis toimub 10-16-10-14 sekundi jooksul;

2) molekulaarsel tasemel - kiirguse otsesest ja radiolüütilisest toimest põhjustatud füüsikalised ja keemilised muutused makromolekulides, mis põhjustavad rakusiseste struktuuride häireid, umbes 10-10-10-6 sekundi jooksul;

3) bioloogilisel tasandil - kudede ja elundite funktsioonide häired, mis arenevad mitme sekundi kuni mitme päeva või nädala jooksul (ägedate kahjustustega) või aastate või aastakümnete jooksul (kokkupuute pikaajaline mõju).

Elusorganismi põhirakk on rakk, mille tuum inimesel sisaldab 23 paari kromosoome (DNA molekule), mis kannavad endas kodeeritud geneetilist informatsiooni, mis tagab rakkude paljunemise ja rakusisese valgusünteesi. Organismi mis tahes elementaarse tunnuse kujunemise eest vastutavad DNA eraldi lõigud (geenid) paiknevad kromosoomis rangelt määratletud järjekorras. Rakku ennast ja selle suhet rakuvälise keskkonnaga hoiab üleval keeruline poolläbilaskvate membraanide süsteem. Need membraanid reguleerivad vee voolu, toitaineid ja elektrolüüdid rakku ja sealt välja. Igasugune kahjustus võib ohustada raku elujõulisust või paljunemisvõimet.

Erinevate häirete vormide hulgas on DNA kahjustus kõige olulisem. Kuid rakul on keeruline parandusprotsesside süsteem, eriti DNA-s. Kui taastumine pole täielik, võib ilmuda elujõuline, kuid muutunud rakk (mutant). Muutunud rakkude välimust ja paljunemist võivad lisaks kiiritamisele mõjutada ka muud tegurid, mis tekivad nii enne kui ka pärast kokkupuudet kiirgusega.

Kõrgemates organismides on rakud organiseeritud kudedeks ja organiteks, mis täidavad mitmesuguseid funktsioone, näiteks: energia tootmine ja salvestamine, lihaste aktiivsus liikumiseks, toidu seedimine ja jääkainete väljutamine, hapnikuga varustamine, otsimine. mutantsete rakkude jaoks ja hävitamiseks jne. Seda tüüpi kehategevuste koordineerimine toimub närvi-, endokriin-, vereloome-, immuun- ja muude süsteemide jaoks, mis omakorda koosnevad ka spetsiifilistest rakkudest, organitest ja kudedest.

juhuslik jaotus Kiirgusest põhjustatud energia neeldumisaktid võivad DNA kaksikheeliksi elutähtsaid osi ja raku teisi makromolekule mitmel viisil kahjustada. Kui märkimisväärne hulk elundis või koes olevaid rakke on surnud või ei suuda normaalselt paljuneda või funktsioneerida, võib elundi funktsioon kaduda. Kiiritatud elundis või koes on ainevahetusprotsessid häiritud, ensüümsüsteemide aktiivsus pärsitud, kudede kasv aeglustub ja peatub, tekivad uued organismile mitteomased keemilised ühendid - toksiinid. Lõplikud soovimatu kiirguse mõjud jagunevad somaatiline ja geneetiline.

Somaatilised mõjud avalduvad vahetult kokkupuutuvas isikus või kui varakult tuvastatavad mõjud kokkupuude (äge või krooniline) kiiritushaigus ja lokaalsed kiirguskahjustused) või mõlemad pikaajalisi mõjusid(eluea lühenemine, kasvajate või muude haiguste esinemine), mis avaldub mitu kuud või aastakümneid pärast kiiritamist . Geneetilised ehk pärilikud mõjud- need on sugurakkude genoomi kiiritamise tagajärjed, mis on päritud ja põhjustavad järglastel kaasasündinud väärarenguid ja muid häireid. Need kokkupuute tagajärjed võivad olla väga pikaajalised ja ulatuda üle mitme inimpõlve.

Mõju intensiivsus kahjulikud mõjud sõltub konkreetsest kiiritatud koest, samuti organismi võimest kahjustusi kompenseerida või parandada.

Rakkude regenereerimise võime sõltub alates inimese vanusest kiiritamise ajal, soo, tervisliku seisundi ja organismi geneetilise eelsoodumuse, samuti ulatuse kohta imendunud annus(bioloogilise koe massiühiku kohta neeldunud kiirgusenergia) ja lõpuks alates primaarse kiirguse tüüp mis mõjutab keha.

1.2. Läviväärtused ja mitte-läviväärtused inimeste kokkupuutel

Vastavalt ICRP väljaandes 60 esitatud ja Venemaa kiirgusohutusstandarditele NRB-99 tuginevatele kaasaegsetele kontseptsioonidele jagunevad tervisega kokkupuute võimalikud kahjulikud mõjud kahte tüüpi: lävi (deterministlikud) ja mittelävelised (stohhastilised) mõjud.

1.Deterministlikud (lävi)efektid - suunata varakult kliiniliselt avastatud kiiritushaigusi doosilävedega, millest allpool neid ei esine, ja üle selle - mõjude raskusaste sõltub doosist. Nende hulka kuuluvad äge või krooniline kiiritushaigus, kiirituskatarakt, reproduktiivfunktsiooni kahjustus, naha kosmeetilised kahjustused, erinevate kudede düstroofsed kahjustused jne.

Äge kiiritushaigus tekib pärast ühekordse kokkupuute teatud lävidoosi ületamist ja seda iseloomustavad sümptomid, mis sõltuvad saadud doosi tasemest (tabel 1.1). Krooniline Kiiritushaigus areneb süstemaatiliselt korduval kokkupuutel, kui ühekordsed doosid on väiksemad kui ägedaid kiiritusvigastusi põhjustavad, kuid oluliselt suuremad kui lubatud piirnormid. Kroonilise kiiritushaiguse tunnusteks on muutused vere koostises (leukotsüütide arvu vähenemine, aneemia) ja mitmed sümptomid alates närvisüsteemid s. Sarnased sümptomid esinevad ka teiste nõrgenenud immuunsusega seotud haiguste puhul, mistõttu on kroonilist kiiritushaigust väga raske tuvastada, kui kokkupuute fakti pole kindlalt kindlaks tehtud.

Paljudes elundites ja kudedes toimub pidev rakkude kadumise ja asendamise protsess. Kadude suurenemist saab kompenseerida asenduskiiruse suurenemisega, kuid võib esineda ka ajutist, mõnikord ka püsivat elundi või koe funktsiooni säilitavate rakkude arvu vähenemist.

Sellest tulenev rakkude kadu võib põhjustada tõsise häire, mida saab kliiniliselt tuvastada. Seetõttu sõltub täheldatud toime raskus kiirgusdoosist ja on lävi millest allpool on rakkude kadu liiga väike, et kudede või elundite funktsiooni märgatavalt kahjustada. Lisaks rakusurmale võib kiirgus põhjustada koekahjustusi ka muul viisil: mõjutades paljusid koefunktsioone, sealhulgas reguleerimist. rakulised protsessid, põletikulised reaktsioonid, immuunsüsteemi pärssimine, vereloomesüsteem (punane luuüdi). Kõik need mehhanismid määravad lõpuks kindlaks deterministlike mõjude raskusastme.

Lävidoosi väärtuse määrab mõjutatud elundi või koe rakkude radiosensitiivsus ja organismi võime sellist kahjustust kompenseerida või taastada. Reeglina on kiirguse deterministlikud mõjud spetsiifilised ega teki teiste füüsikaliste tegurite mõjul ning mõju ja kokkupuute seos on üheselt mõistetav (deterministlik). Täiskasvanute peatse surmani viivate deterministlike mõjude esinemise läviannused on toodud tabelis 1.2. Pikaajalise kroonilise kokkupuute korral ilmnevad samad mõjud suuremate kogudooside korral kui ühekordse kokkupuute korral.

Deterministlike mõjude ilmnemise keskmised doosiläved on toodud tabelis. 1,1 - 1,3. Mõju raskusaste (selle raskusaste)

sageneb kõrgema kiirgustundlikkusega isikutel (lapsed, halva tervisega isikud, isikud, kellel on meditsiinilised vastunäidustused kiirgusallikatega töötamiseks). Selliste isikute puhul võivad tabelis 1.1 näidatud kokkupuute doosiläve väärtused olla 10 või enam korda väiksemad.

Tabel 1.1. Erinevate kiirgusdooside mõju täiskasvanu tervisele

ühe kiiritusega

Märge. Praeguseks on olemas mitmeid kiirgusvastaseid aineid ja on kogunenud edukas kogemus kiiritushaiguse ravis, mis võimaldab ära hoida surma doosides kuni 10 Sv (1000 rem).

Tabel 1.2. Ägeda kokkupuute ulatus, mis põhjustab inimese surma

Ellujäämise sõltuvust kiirgusdoosist iseloomustab keskmine neeldunud doos D 50/60, mille juures pooled inimesed 60 päeva pärast surevad. Terve täiskasvanu puhul on selline annus (keskmiselt kogu kehas) 3–5 Gy (Gy) ägeda kokkupuute korral (tabel 1.2).

Tootmistingimustes on deterministlike mõjude tekkimine võimalik ainult kiirgusavarii korral, kui kiirgusallikas on kontrollimatus olekus. Sel juhul piiratakse inimeste kokkupuudet kiireloomuliste meetmete – sekkumiste – võtmisega. NRB-99-s vastu võetud doosikriteeriumid kiireks sekkumiseks kiirgusõnnetuse korral põhinevad andmetel eluohtlike deterministlike mõjude esinemise lävidooside kohta (tabel 1.3).

Tabel 1.3. Deterministlike mõjude esinemise läviannused

ja kiirgusõnnetuse korral kiire sekkumise kriteeriumid

Kehtestatud töökeskkonna doosi piirmäärad on kümneid ja sadu kordi väiksemad kui deterministlike mõjude esinemise lävidoosid, mistõttu on tänapäevase kiirgusohutuse põhiülesanne piirata normaaltingimustes kokkupuutest tingitud stohhastiliste mõjude tekkimise võimalust inimesel.

2. Stohhastilised või mitteläveefektid - kokkupuute pikaajalised mõjud, millel puudub doosilävi, mille tõenäosus on otseselt võrdeline kiirgusdoosiga ja raskusaste ei sõltu doosist. Nende hulka kuuluvad vähid ja pärilikud haigused, mis tekivad inimestel aastate jooksul erinevatel looduslikel põhjustel spontaanselt.

Nende mõjude teatud osa kokkupuute usaldusväärsust tõestas rahvusvaheline meditsiini- ja epidemioloogiline statistika alles 1990. aastate alguses. Stohhastilised efektid tuvastatakse tavaliselt läbi kaua aega pärast kiiritamist ja ainult kümnetest ja sadadest tuhandetest inimestest koosnevate suurte elanikkonnarühmade pikaajalise vaatluse käigus. Keskmine latentne periood on leukeemia puhul umbes 8 aastat ja teiste vähiliikide puhul 2-3 korda pikem. Kokkupuute tõttu vähki suremise risk ei ole meeste ja naiste puhul ühesugune ning varieerub sõltuvalt kokkupuutele järgnevast ajast (joonis 1.1).

Raku pahaloomulise transformatsiooni tõenäosust mõjutab kiirgusdoosi suurus, samas kui teatud tüüpi vähi raskusaste sõltub ainult selle tüübist ja lokaliseerimisest. Tuleb märkida, et kui kiiritatud rakk ei surnud, siis on sellel teatud võime kahjustatud DNA koodi ise parandada. Kui seda ei juhtunud, siis terves kehas blokeerib immuunsüsteem selle elutähtsat tegevust: degenereerunud rakk kas hävib või ei paljune kuni loomuliku surmani. Seega on onkoloogilise haiguse tõenäosus väike ja sõltub organismi immuun- ja närvisüsteemi "tervisest".

Vähirakkude paljunemisprotsess on juhuslik, kuigi geneetiliste ja füsioloogiliste omaduste tõttu võib inimeste tundlikkus kiirgusest põhjustatud vähi suhtes olla väga erinev. Mõned haruldaste geneetiliste haigustega inimesed võivad olla keskmisest inimesest oluliselt tundlikumad.

Väikeste annuste lisamisel loomulikule (tausta) kokkupuutele on täiendavate vähijuhtude tekitamise tõenäosus loomulikult väike ja eeldatav juhtude arv, mida saab seostada täiendava doosiga kokkupuutunud inimeste rühmas, võib olla väiksem kui 1 isegi raviperioodil. väga suur seltskond inimesi. Kuna looduslik kiirgusfoon on alati olemas ja ka stohhastiliste mõjude spontaanne tase, siis igasugune praktiline tegevus, mis toob kaasa täiendava kokkupuute, toob kaasa ka stohhastiliste mõjude tõenäosuse suurenemise. Eeldatakse, et nende esinemise tõenäosus on otseselt proportsionaalne doosiga ja manifestatsiooni raskusaste ei sõltu kiirgusdoosist.

Joonis 1.2 illustreerib seost kokkupuute ja esinemissageduse vahel vähk elanikkonna juures. Seda iseloomustab märkimisväärne spontaansete vähkkasvajate esinemissagedus elanikkonnas ja suhteliselt väike tõenäosus täiendavate haiguste tekkeks kiirguse mõjul. Lisaks on UNSCEARi andmetel spontaanne vähktõvesse haigestumine ja suremus oluliselt erinev nii riigiti kui ka aastast aastasse ühes konkreetses riigis. See tähendab, et analüüsides kiirgusega kokkupuute mõjusid suurele rühmale sama doosiga kokku puutunud inimestest, on võimalik tuvastada tõenäosuslik seos kiirgusdoosi ja kokkupuutest tulenevate täiendavate vähijuhtude arvu vahel, samas ei ole võimalik kindlaks teha, milline haigus on kokkupuute tagajärg ja milline on tekkinud spontaanselt.

Joonis 1.3 annab hinnangu võrdse kokkupuutega täiskasvanute rühma suuruse kohta, mis on vajalik, et usaldusväärselt kinnitada seost rühmas esinevate vähijuhtude üldarvu suurenemise ja kiirgusdoosi vahel. Joonisel olev rida A-B määratleb 90% usaldusvahemikuga kiirguse täiendavate stohhastiliste mõjude tuvastamiseks vajaliku rühma suuruse teoreetilise hinnangu. Selle joone kohal on ala, mille puhul on teoreetiliselt võimalik tõestada seost rühmas esinevate stohhastiliste efektide arvu suurenemise ja kokkupuute vahel. Sellest joonest allpool on teoreetiliselt võimatu seda seost tõestada. Punktiirjoon näitab, et täiendavate mõjude usaldusväärseks tuvastamiseks täiskasvanute keha ühtlasest kokkupuutest footonitega doosiga 20 mGy, mis on võrdne tööalase doosi piirmääraga, on vaja uurida vähemalt 1 miljonit inimest sellise doosiga. .

Seega taandub kiirgusohutuse tagamise ülesanne: 1) töötajate deterministlike mõjude vältimine kiirgusallikate ohjamise kaudu; 2) vähendada stohhastiliste mõjude lisariski, piirates kiirgusdoose ja kokkupuutuvate isikute arvu.

1.3. Põhilised dosimeetrilised suurused ja nende mõõtühikud

Tegevus (A) – radionukliidi koguse mõõt allikas või mis tahes aines, sealhulgas inimkehas. Aktiivsus võrdub radionukliidi aatomite tuumade radioaktiivse lagunemise kiirusega. Koguaktiivsuse väärtus iseloomustab ruumide potentsiaalset kiirgusohtu, kus tehakse tööd radioaktiivsete ainetega.

SI ühik - Bq(becquerel) võrdne 1 lagunemisega sekundis ( s -1).

Süsteemiväline seade - Võti(curie); 1 Ci = 37 GBq \u003d 3,7 × 10 10 s -1.

Osakeste vool ( F) - number elementaarosakesed(alfa, beeta, footonid, neutronid), mida allikas kiirgab või mõjutab sihtmärki ajaühikus. Mõõtühik - osa / s, footon / s või lihtsalt s - 1 .

Tuumamuutuste käigus eralduvate osakeste (footonite) tüüp ja arv määratakse radionukliidide tuumade lagunemise tüübi järgi. Kuna osakeste emissiooni suund on juhuslik, levib vool allikast kõigis suundades. Allika summaarne kiirgusvoog on seotud selle aktiivsusega seose kaudu

kus v, % on osakeste saagis 100 lagunemise kohta (antud radionukliidide teatmeteostes; erinevate radionukliidide puhul varieerub saagis oluliselt, v= 0,01% - 200% või rohkem).

Osakeste voolavus (F) on elementaarsfääri tungivate elementaarosakeste (alfa, beeta, footonite, neutronite) arvu ja selle sfääri keskosa pindala suhe. Fluence, nagu ka doos, on aditiivne ja mitte vähenev suurus – selle väärtus koguneb alati aja jooksul. Mõõtühik - osa / cm 2, footon / cm 2 või lihtsalt cm –2 .

Osakeste voo tihedus ( j) - sujuvus ajaühiku kohta. Osakeste või kvantide voo tiheduse ühik - cm–2 s–1. Voolutihedus iseloomustab kiirguse taset (intensiivsust) antud ruumipunktis (või kiirgusolukorda antud ruumipunktis).

Energia (E R ) - on kõige olulisem omadus ioniseeriv kiirgus. Tuumafüüsikas kasutatakse süsteemivälist energiaühikut – elektronvolti (eV). 1 eV = 1,6020 × 10 -19 J.

Kokkupuute annus (X) - keha aatomite ja molekulide ionisatsiooni hävitamise ulatuse mõõt kiiritamise ajal. See võrdub kõigi sama märgiga ioonide summaarse laengu suhtega, mis on tekkinud õhu footonkiirguse toimel, kiiritatud õhumahu massi. Säritusdoosi kasutatakse ainult kuni 3 MeV energiaga footonkiirguse puhul. Kiirgusohutuse vallas on see kasutusest kõrvaldatud alates 1996. aastast.

SI ühik - C/kg(kulon kilogrammi kohta).

Süsteemiväline seade - R(röntgenikiirgus); 1 P = 2,58 × 10-4 C/g; 1 C/kg = 3872 R.

Imendunud annus või lihtsalt annus ( D) - ioniseeriva kiirguse füüsikalise mõju mõõt ainele (molekulaarsel tasemel). See võrdub ioonide moodustumiseks aines neeldunud kiirgusenergia ja kiiritatud aine massi suhtega.

SI ühik - Gr(hall); 1 Gy = 1 J/kg.

Süsteemiväline seade - rõõmus(rad – kiirguse neeldunud doos);

1 rad = 0,01 Gy = 10 mGy.

Footonkiirguse ekspositsioonidoos X = 1Р vastab neeldunud doosile õhus D = 0,87 rad (8,7 mGy) ja bioloogilises koes D = 0,96 rad (9,6 mGy) erinevat tööd molekulide ionisatsioon. Kiirgusohutuse praktilistel eesmärkidel võib arvestada, et 1 R vastab 1 rad või 10 mGy.

Ekvivalentdoos (N) - kiirguse bioloogilise mõju mõõt elundile või koele (elusrakkude, elundite ja kudede tasandil). See võrdub neeldunud annuse korrutisega kiirguse kaalutegur W R , mis võtab arvesse kiirguse kvaliteeti (lineaarne ioniseeriv võimsus). Segakiirguse puhul määratletakse ekvivalentdoos kiirgusliikide summana « R » :

H = å D R × W R

Kiirguse kaalukoefitsiendi väärtused W R vastu võetud NRB-99-s. Alfa-, beeta-, footoni- ja neutronkiirguse puhul on need võrdsed:

W a = 20; W b= W g = 1; W n = 5-20(W n sõltub neutroni energiast).

SI ühik - Sv(sivert); gammakiirguse jaoks 1 Sv = 1 Gy.

Süsteemiväline seade - rem(radi bioloogiline ekvivalent);

1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv.

Seos teiste annustamisühikutega:

Röntgen-, beeta- ja gammakiirguse puhul 1 Sv = 1 Gy = 100 rem » 100 R;

Alfa-kiirguse jaoks (W R = 20) 1 Gy = 20 Sv või 100 rad = 2000 rem;

Neutronikiirguse puhul vastaks neelduv doos 1 rad (10 mGy) ekvivalentdoosile 5–20 rem (50–200 mSv), olenevalt neutronite energiast.

Efektiivne annus (E) - kaugete stohhastiliste mõjude esinemise riski mõõt (väiksemate kiirgusdooside korral), võttes arvesse elundite ja kudede ebavõrdset kiirgustundlikkust. Kogu keha ühtlase kiiritamise korral langeb efektiivne doos kokku ekvivalendiga: E = H, kus H– sama ekvivalentdoos kõikidele elunditele ja kudedele .

Ebaühtlase kokkupuute korral määratakse efektiivne doos elundite ja kudede summana "T" :

E = å H T × W T(T = 1...13),

kus H T on elundi või koe ekvivalentdoos "T »; W T – elundi (koe) kiirgustundlikkuse kaalukoefitsient . W T väärtused on NRB-99-s aktsepteeritud 13 elundi (koe) kohta, kokku moodustavad need ühe (vt tabel 2.1). Efektiivne doosiühik – mSv(millisivert).

Kollektiivne annus ( S) on potentsiaalse kahju mõõt ühiskonnale, mis tuleneb elanikkonna täisväärtusliku elu inimtööaastate võimalikust kaotusest kokkupuute pikaajaliste tagajärgede realiseerumise tõttu. Võrdne N inimesest koosneva meeskonna poolt saadud aastaste individuaalsete efektiivsete dooside E i summaga:

S= å E i (i = 1...N).

Mõõtühik - man-Sv(mees-sivert).

NRB-99 kiirguskaitse kulude põhjendamiseks eeldatakse, et kokkupuude kollektiivdoosiga S = 1 man-Sv toob kaasa potentsiaalse kahju, mis võrdub elanikkonna 1 inimaasta tööea kaotusega.

Annuse kiirus ( , , või ) on vastava doosi väärtuse (st annuse akumuleerumiskiiruse) aja tuletis. Otseselt võrdeline osakeste voo tihedusega j , kehale mõjuv. Lisaks voo tihedusele iseloomustab doosikiirus ka kiirgusolukorda (kiirgustaset) ruumi punktis või territooriumil.

Sageli kasutatakse järgmisi lühendeid:

MD (MPD)– doosikiirus (imendunud annus) ( 1 µGy/h = 100 µrad/h);

MED on ekvivalentdoosi kiirus ( 1 µSv/h = 100 µrem/h).

loomulik taust - see on loodusliku gammakiirguse tase, mis merepinnal on keskmiselt tingitud 1/3 kosmilistest kiirtest ja 2/3 maakoores ja materjalides sisalduvate looduslike radionukliidide kiirgusest. Looduslikku taustkiirgust saab mõõta footoni voo tiheduse ühikutes (j) või doosikiiruse ühikutes.

Loodusliku (tausta) gammakiirguse tase avatud aladel kokkupuute doosikiiruse ühikutes jääb = piiresse (8–12) µR/h. See vastab voo tihedusele j umbes 10 footoni / (cm 2 s), samuti:

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

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

Mõnes hoones looduslike radionukliidide suurenenud kontsentratsiooni tõttu ehitusmaterjalid loodusliku gammakiirguse DER-i on lubatud ületada foonist kõrgemal avatud aladel kuni 0,2 µSv/h, s.o. kuni (0,25–0,35) µSv/h.

Mõnel pool maailmas võib looduslik taust ulatuda
(0,5–0,6) µSv/h, mida tuleks pidada normaalseks.

Loodusliku kiirguse aastane doos (saadud 8760 tunniga) võib seega Maa erinevate elanike jaoks olla vahemikus 0,8–1 mSv kuni 2–6 mSv.

1.4. NRB-99 kiirgusohutusstandardite põhisätted

Kiirgusohutusstandardeid NRB-99 kasutatakse inimeste ohutuse tagamiseks kõigis kunstliku või loodusliku päritoluga ioniseeriva kiirgusega kokkupuute tingimustes.

Vastavalt allika kontrolli ja kokkupuute kontrolli võimalustele on Normid erinevad nelja tüüpi kokkupuudet kiirgusega ühe inimese kohta :

· tehnogeensetest allikatest nende normaalse töö tingimustes (allikas ja kiirguskaitse on kontrolli all ja juhitud);

sama, kiirgusõnnetuse tingimustes (kontrollimatu kiiritus);

looduslikest kiirgusallikatest (kontrollimatu kokkupuude);

meditsiinilistest allikatest haiguste diagnoosimise ja ravi eesmärgil.

Kiirguskiirituse piiramise nõuded on sõnastatud NRB-99-s iga kiiritusliigi kohta eraldi. Kõigi nelja kokkupuutetüübi kogudoosi arvesse ei võeta.

tehnogeensed nimetatakse tehisallikateks spetsiaalselt inimese tehtud jaoks kasulik rakendus kiirgus(instrumendid, seadmed, paigaldised, sealhulgas spetsiaalselt kontsentreeritud looduslikud radionukliidid) või allikad, mis on inimtegevuse kõrvalsaadused (näiteks radioaktiivsed jäätmed).

Kehtivad Reeglite nõuded allikatele, kust kokkupuudet saab kontrollida. Kontrolli alt eralduvad kiirgusallikad, mis ei ole võimelised tekitama individuaalne aastane efektiivdoos on üle 10 μSv ja kollektiivdoos üle 1 man-Sv aastas nende käitlemise mis tahes tingimustes (oht stohhastiliste mõjude suurenemiseks selliste annuste juures on triviaalne ega ületa 10–6 1 inimaastas).

Kiirgusohutuse peamine eesmärk on rahva tervise, sealhulgas personali kaitsmine kiirguse kahjulike mõjude eest, ilma põhjendamatute piiranguteta kasulik tegevus kiirguse kasutamisel erinevates majandusvaldkondades, teaduses ja meditsiinis.

Kiirgusohutuse tagamiseks kiirgusallikate normaalsel tööl, RB kolm peamist põhimõtet:

· õigustamise põhimõte – igasuguse kiirgusallika kasutamisega seotud tegevuse keelamine, mille puhul inimesele ja ühiskonnale saadav kasu ei ületa riski võimalik kahju põhjustatud täiendavast kokkupuutest;

· normeerimise põhimõte – lubatud piirmäärade mitteületamine kodanike individuaalsed kiirgusdoosid kõikidest kokkupuuteallikatest;

· optimeerimise põhimõte - hooldus madalaimal võimalikul ja saavutataval tasemel võttes arvesse majanduslikke ja sotsiaalseid tegureid individuaalsed kokkupuutedoosid ja kokkupuutuvate inimeste arv(sisse rahvusvaheline praktika see põhimõte on tuntud kui ALARA – nii madal kui mõistlikult saavutatav – nii madal kui mõistlikult saavutatav).

NRB-99 nõuded inimese põhjustatud kokkupuute piiramiseks kontrollitud tingimustes (kiirgusallikate normaalse töö ajal).

1. Kehtestatakse järgmised kokkupuutuvate isikute kategooriad:

· A-rühma töötajad(tehnogeensete allikatega otseselt töötavad isikud);

· B-rühma töötajad(isikud, kes vastavalt töötingimustele on nende mõjusfääris);

· elanikkonnast (kõik isikud, sealhulgas töötajad, kes ei kuulu tootmistegevuse ulatusse ja tingimustesse).

A-rühma personali kuuluvad vähemalt 20-aastased isikud, kellel ei ole ioniseeriva kiirgusega töötamiseks meditsiinilisi vastunäidustusi, kes on läbinud eriväljaõppe ja läbivad seejärel iga-aastase tervisekontrolli. B-rühma töötajad - alla 18-aastased isikud (sh üliõpilased, kes läbivad laboripraktikat koos allikatega). Kategoorias “Rahvastik” on reeglina välja toodud lapsed vanuses 0 aastat ja vanemad. Paljud NRB-99 mõisted on standardiseeritud, näiteks on keskmiseks elueaks, kui võtta arvesse lävevälise mõju riski, 70 aastat.

· põhidoosi piirmäärad (PD) – sellised individuaalse aastase efektiivdoosi väärtused, mille mitteületamine tagab lävideterministlike mõjude täieliku välistamise ning stohhastiliste mittelävimõjude tõenäosus ei ületa ühiskonnale vastuvõetavat riski;

· lubatud tasemed (DU) on põhiliste doosipiiride tuletised kiirgusolukorra hindamiseks. Kell ühefaktoriline välistest allikatest pärit kiiritus on keskmine aastane lubatud doosikiirus tööruumides ( DMD );

· võrdlustasemed (CL) – organisatsioonis tegelikult saavutatud kiiritusdooside, tegevuste, voolutiheduste jms tasemed, tagades personali kokkupuute vähendamise nii madalale, kui see kiirguskaitsemeetmetega on mõistlikult saavutatav.

3. Põhidoosi piirmäärad (PD) ei sisalda doosid looduslikust ja meditsiinilisest kiirgusest, samuti kiirgusõnnetustest tulenevad doosid. Seda tüüpi kokkupuutele kehtivad eripiirangud. Kokkupuutunud isikute kategooriate AP väärtused on toodud tabelis 1.4 ja tabelis 1.5 on toodud standardse aastase kokkupuuteaja AMD väärtused.

4. Töötajate efektiivne kokkupuutedoos 50 aasta jooksul töötegevus ei tohiks ületada 1000 mSv ja elanikkonna jaoks 70-aastase eluea jooksul - 70 mSv.

5. Inimese samaaegse kokkupuutega välise ja sisemise kiirguse allikatega (multifaktoriaalne kiiritamine) tabelis 1.4 toodud peamised doosipiirangud viitavad aasta koguannus kõigi tegurite tõttu. Seetõttu tuleks iga kokkupuuteteguri DU (DMA) väärtused eraldi võtta väiksemaks kui tabelis 1.5.

6. Naistele alla 45-aastased, määratud A-rühma töötajatele, on kehtestatud täiendavad piirangud: ekvivalentdoos kõhu alaosale ei tohiks ületada 1 mSv kuus. Nendel tingimustel loote kiiritamise efektiivne annus 2 kuud. tuvastamata rasedus ei ületa 1 mSv. Pärast raseduse fakti tuvastamist on ettevõtte juhtkond kohustatud naise üle viima kiirgusega mitteseotud tööle.

7. Planeeritud suurenenud kokkupuudeüle kehtestatud doosipiiride (PD = efektiivdoosi mõistes 50 mSv) on avarii likvideerimisel või ärahoidmisel lubatud ainult juhul, kui see on vajalik inimeste päästmiseks ja (või) nende kokkupuute vältimiseks. Selline kiiritamine on lubatud ainult üle 30-aastastele meestele ainult nende vabatahtlikul kirjalikul nõusolekul pärast võimalike annuste ja terviseriskide teavitamist. Kokkupuude doosidega kuni 2 PD (100 mSv) või kuni 4 PD (200 mSv) on lubatud ainult vastavalt riikliku sanitaar- ja epidemioloogilise järelevalve territoriaal- või föderaalorganite loal ja ainult A-rühma kuuluvatel isikutel. töötajad.

8. Kokkupuude annustes üle 4 PD (200 mSv) peetakse potentsiaalselt ohtlikuks. Sellistes doosides kiirgusega kokku puutunud isikud, edasine töö kiirgusallikatega on lubatud ainult individuaalselt pädeva arstliku komisjoni otsusel.

juhtudel planeerimata suurenenud kokkupuude inimestel annuste puhul, mis ületavad kokkupuute piirnormi, tuleb uurida.

Tabel 1.4. Põhilised doosipiirangud

**Kõik B-rühma töötajate PD ja DU väärtused on võrdsed 1 / 4 A-rühma töötajate vastavatest väärtustest.

Tabel 1.5. Ühefaktorilise välise kokkupuute lubatud tasemed

2.1. Ettevalmistus tööks

Eesmärk

1. Üliõpilaste ja laboritöötajate kiirgusohutuse hindamine gammakiirguse kinnise radionukliidse allikaga töötamisel.

2. Gammakiirguse nõrgenemise seaduse uurimine kaugusega allikast.

3. Erinevate dosimeetrite näitude kontrollimine koos doosikiiruse arvutamisega.

Rakendatud seadmed ja materjalid

1. Suletud radionukliidne gammakiirguse allikas isotoobiga 27 Co 60 (koobalt-60), asetatud 10 cm seinapaksusega pliist kaitseanumasse. kollimaator(avamiskanal, mis võimaldab saada piiratud g-kiirguse kiirt).

2. Liikuv vanker ja jaotustega joonlaud allika ja mõõteanduri (detektori) kauguse mõõtmiseks.

3. Gammakiirgust registreerivate detektoritega dosimeetrid.

Gammakiirguse allikaga paigalduse peamised omadused

Tähtaeg "kinnine radionukliidi allikas" tähendab tehniline toode, mille konstruktsioon välistab radioaktiivsete ainete leviku keskkonnale sellistel kasutus- ja kulumistingimustel, milleks see on ette nähtud. Gammaallika koobalt GIK-2-9 on suletud roostevabast terasest kapsel (silinder 10 x 10 mm), mille sees on radioaktiivne isotoop Co-60. Kasulik gamma kvantide voog tungib vabalt läbi kapsli õhukeste seinte (väikse filtreerimisega). Selle töö tähenduses võib allikat käsitleda punkt-, isotroopse ja monoenergeetilise allikana.

Gammakiirguse eest kaitsmiseks asetatakse allikas GIK-2-9 pliimahutisse seinapaksusega x = 10,5 cm, milles on pliikorgiga suletud läbiv kollimatsioonikanal. Pistiku eemaldamisel saadakse inimestest eemale suunatud veidi laienev gammakiirguse töökiir. Selles valgusvihus tehakse doosikiiruse mõõtmisi allikast erinevatel kaugustel.

Laboriplakatilt töötamise aruandesse peate välja kirjutama:

allikaga kaitsemahuti eskiis (jaotises);

koobalti gammakiirguse footoni energia (Еg = 1,25 MeV);

Co-60 isotoobi poolestusaeg (T 1/2 = 5,27 aastat);

allika esialgne tegevus ao(Bq) ja allika tõendamise kuupäev;

Passi kokkupuute doosikiirus 1 m kaugusel (uR/h);

koobalti gammakonstandi väärtus 60 G (nGy × m 2 / (s × GBq))

2.2. Kiirgusohutuse hindamine kiirgusallikaga töötamisel

Dosimeetrialaboris viibivad isikud liigitatakse ülikooli korraldusel "A-rühma töötajateks" (õppejõud ja töötajad) ja "rühma B töötajateks" (üliõpilased). Aastase efektiivdoosi lubatud piirid vastavalt NRB-99 neile on vastavalt PD A = 20 mSv ja PD B = 5 mSv.

Kiirgusohutuse hindamiseks tuleks hinnata töötaja aasta efektiivdoosi, eraldades tehisliku komponendi looduslikust. Sellisteks mõõtmisteks on sobivaim kaasaskantav digitaalne dosimeeter MKS-08, mis sisaldub ekvivalentdoosikiiruse (µSv/h) mõõtmise režiimis. Tähelepanu:õigete näitude saamiseks tuleb seade suunata detektoriga (korpuse tagakülg) kiirgusallika poole.

1. Olles dosimeetriga laboriruumis ringi käinud, teostada kiirgusluure, s.o. leida kõrge gammakiirgusega kohti. DER on soovitatav mõõta kõikide kiirgusohu märkidega tähistatud seadmete pinnal(konteinerid, seifid, allikate komplektid muudel töölaudadel). Salvestage aruandesse 3-4 iseloomuliku punkti DER väärtused, märkides need korruseplaanile.

2. Määrake loodusliku fooni keskmine väärtus (ekvivalentne doosikiirus f) punktides, mis asuvad tehisallikatest maksimaalsel kaugusel, ja võimalusel ka väljaspool akent (sel juhul pöörake tähelepanu näitude erinevusele aknast väljas ja toas sees).

3. Mõõtke ekvivalentdoosikiiruse rm keskmine väärtus töökohal, mis asub allikale võimalikult lähedal, s.o. kõrgeima kiirgustasemega. Kollimeeriv allikakanal peab olema avatud, st. lõi halvima kiirguskeskkonna. Lahutades leidke ekvivalentdoosikiiruse tehnogeenne komponent:

R.m - f

4. Arvutage samadel tingimustel efektiivdoosikiirus töökohal. Selleks on vaja arvestada allika läheduses asuvate keha organite ja kudede ebaühtlast kiiritamist, s.o. mõõta DER T 13 elundi ja koe jaoks ning seejärel korrutada need kiirgustundlikkuse kaalukoefitsientidega W T. Meie tingimustes piisab, kui piirdume nelja keha kontrollpunkti mõõtmisega: 1 - pea, 2 - rind, 3 - sugunäärmed, 4 - jalad ja võtke nende jaoks suurendatud kaalukoefitsiendid W K (vt tabel 2.1).

Mõõtke ekvivalentdoosikiirus K neljas kontrollpunktis töökohal aktsepteeritud kehaasendi jaoks ("istub" või "seisab" vastavalt õpetaja juhistele). Lahutage kõigist näitudest keskmine loomulik taust f määratletud punktis 2.

= Σ ( K · W K), (2,1)

kus k = 1…4 on keha kontrollpunkti number, K on DER tehnogeenne komponent ja W K on iga punkti elundite ja kudede kaalukoefitsient (tabel 2.1).

Tabel 2.1. Efektiivse doosikiiruse määramiseks töökohal

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

Leidke kiirguse ebaühtluse koefitsient, mis võrdub efektiivdoosi ja ühe dosimeetri näitude suhtega:

α = /

ning teha järelduse, kas antud tingimustes on efektiivdoosi määramisel otstarbekas arvestada kokkupuute ebaühtlust.

6. Eeldusel, et üliõpilane viibib sellel töökohal laboritöökoja kõik 16 tundi, määrake õpilase tehnogeense kokkupuute maksimaalne võimalik efektiivdoos jooksval aastal:

E naast = 16.

7. Samadest kaalutlustest lähtudes hinnata A-rühma töötajate maksimaalset võimalikku aastaannust, eeldades, et töötajate normtööaeg on 1700 tundi:

E inimene = 1700.

7. Määrake sama kalendriaasta (8760 tundi) loomulikust kiirgusest efektiivdoos, eeldades, et loomulik kiiritus mõjutab inimese elundeid ja kudesid ühtlaselt:

E söö \u003d f 8760.

Hinnake loodusliku kokkupuute doosi võimalikku levikut, aktsepteerides ligikaudu lõikes 2 mõõdetud maksimaalse ja minimaalse taustväärtuse usaldusvahemikku:

Δ = (max – min) 8760,

kus max, min on taustväärtused. Esitage loodusliku kiirituse aastadoosi väärtus, arvestades võimalikku levikut, kujul E eat ± Δ/2 mSv.

8. Efektiivse doosi kaudu hinnake õpilaste ja töötajate täiendavat individuaalset eluaegset riski mittelävemõjude tekkeks 1/(inimene · aasta), mis on seotud aktsepteeritud töötingimustega:

r = E naast, pärsia r E ,

kus riskikoefitsient võetakse võrdseks r E = 5,6 10 – 2 1/ (inimene · · Sv).

9. Teha järeldused kiirgusohutuse kohta laboris, mille jaoks võrrelda töötajate ja õpilaste tehnogeense kiirguse aastadoose vastavate doosipiiridega PD A ja PD B. Arvutada piirmäära koefitsient kuni doosipiirideni.

Võrrelge töötajate ja õpilaste tehnogeense kiirguse doose looduslikust kokkupuutest ja selle hajumisest tuleneva eeldatava aastadoosiga.

2.3. Doosikiiruse sõltuvuse eemaldamine kaugusest

Selles tööosas on vaja mõõta kolme erineva dosimeetri abil kordamööda doosikiiruse sõltuvust allika kaugusest avatud ja suletud kollimaatori tingimustes allikaga konteineril.

Avatud kollimaatoriga gammakiires asuv detektor "näeb" otse punktallikat ja registreerib selle otsese kiirguse. Õhus imendumist ja hajumist lühikestel vahemaadel võib tähelepanuta jätta, mistõttu antud juhul pöördruudu seadus: kiirguse intensiivsus vaakumis on pöördvõrdeline punkt-isotroopse allika kauguse ruuduga, näiteks:

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

Kinnise kollimaatoriga Detektor registreerib kiirguse, mis on oluliselt nõrgenenud (koefitsient 300 või rohkem) ja hajutatud juhtkilbis. Hajukiirguse allikaks on kogu anuma pind, seetõttu ei saa allikat enam lugeda punktallikaks ja pöördruuduseadus saab kehtida vaid suurte kauguste korral sellest.

Mõõtmiste jaoks valitud dosimeetri detektor on paigaldatud kelgule, mis liigub mööda sentimeetrijaotusega joonlauda. Soovitatav on alustada kaugelt (r = 150 cm) ja seejärel, viies detektorit järk-järgult allikale lähemale, leida piir, kus seade ei lähe skaalalt välja. Võtke 4–5 doosikiiruse näitu erinevatel vahemaadel valitud vahemikus ja lahutage neist taust . Märkige kauguste ja doosikiiruste väärtused vaatluspäevikusse (tabel 2.2). Dosimeetri näidud tuleb päevikus teisendada DER-ühikuteks (µSv/h), kui seade on kalibreeritud muudes ühikutes.

Mõõtmisi tuleks korrata mitme instrumendiga avatud ja suletud kollimaatoriga. Samas tuleb arvestada, et dosimeetrite erineva tundlikkuse tõttu võivad mõned neist lahtises valgusvihus “skaalalt ära minna”, teised aga suletuna midagi ei näita. UIM-2-2 seade, mis on kalibreeritud ühikutes s –1, mõõdab footoni voogu läbi detektori (F) ja nn. radiomeeter. Selle näitude teisendamiseks doosikiiruse ühikuteks peaksite kasutama töölaual asuvaid kalibreerimissõltuvusi.

DER-i kaugusest sõltuvuse mõõtmise tulemused tuleks esitada kahel graafikul (üks avatud, teine ​​suletud kollimaatori jaoks). Igal neist rakendatakse 3 kõverat, mis siluvad katsepunkte.

Tabel 2.2. Doosi ekvivalentkiiruse logi

Märge:*-ga tähistatud näidustustest tuleks lahutada loomulik taust.

2.4. Doosikiiruse arvutamine lähtetegevuse põhjal

Doosikiiruse arvutused tehakse mugavalt tabeli kujul. 2.3.

Tabel 2.3. Doosikiiruse arvutamise ajakiri

AGA = ao/ 2n , (2.2)

kus n on poolestusaegade arv, mis on möödunud allika metroloogilise sertifitseerimise kuupäevast katse kuupäevani: n = (t - To) / T 1/2

t on katse praegune kuupäev, To on sertifitseerimise kuupäev, T 1/2 on poolestusaeg (n peab olema ilma mõõtmeteta); ao on allika esialgne tegevus passi järgi (andmed võetud labori plakatilt).

2. Arvutage katse kuupäeval samamoodi ümber passi kokkupuute doosikiirus 1 m kaugusel allikast, mis on märgitud labori plakatil selle sertifitseerimise kuupäeval. Teisendage see ekvivalentdooskiiruse ühikuteks (µSv/h).

3. Arvutage DER väärtused erinevatel kaugustel allikast väljaspool kaitsemahutit – o (r), µSv/h. Arvutamiseks kasutatakse pöördruuduseadust: punkt-isotroopse allika doosikiirus on võrdeline selle aktiivsusega ja pöördvõrdeline selle kauguse ruuduga:

G · AGA/ r 2 , nGy /s, (2.3)

kus on neeldunud doosi kiirus, nGy/s; G on radionukliidi gammakonstant nGy × m 2 / (s × GBq); AGA on lähtetegevus, GBq; r – kaugus, m.

Ekvivalentdoosikiiruse (µSv/h) määramiseks lisatakse valemisse kiirguse kaalutegur W R , mis on võrdne ühega gammakiirguse puhul, ja teisendustegur 3,6 = 3600/1000:

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

Arvutused valemi (2.4) järgi tuleb kirjutada tabeli 2.3 reale numbriga 2.

Vahemaa r =1 m korral võrrelge DER väärtust sammus 2 saadud passi väärtusega.

4. Tehke parandus õhu gammakiirguse sumbumise osas. Õhukihi paksus on võrdne kaugusega allikast detektorini, x = r.

Õhukihi nõrgenemise kordsus paksusega x V cm on

K = exp (μ B x B) / B ∞ ,

kus μ V on õhu sumbumise lineaarne koefitsient, olenevalt gammakiirte energiast, cm–1; В ∞ on lõpmatu geomeetria akumulatsioonitegur, mis võtab arvesse õhu poolt hajutatud kiirguse panust (sõltub gammakiirte energiast ja korrutisest μх). Need väärtused on võetud gammakiirguse allika energia tabelite A.1 ja A.2 järgi.

DER erinevatel vahemaadel, võttes arvesse sumbumist õhus 1 = o / K, tuleks kirjutada tabeli 2.3 6. reale.

5. Arvutage DER väärtused samadel vahemaadel juhul, kui allikas on suletud pliimahutis (pliikilbi geomeetriat võib pidada barjääriks). Pliikaitse nõrgenemise kordsus paksusega x P b = 10,5 cm on

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

kus μ R b on plii lineaarne sumbumiskoefitsient, mis on võetud gammakiirte energiast (tabel A.1); В Р b on lõpmatu geomeetria plii akumulatsioonitegur, mis on võetud vastavalt tabelile P.2, ja d on barjääri geomeetria parandus (sõltub ainult gammakiirte energiast), mis on võetud tabeli P.3 kohaselt. DER, võttes arvesse sumbumist pliis 2 = 1 / К Р b, tuleks kirjutada tabeli 2.3 8. reale.

6. Tabeli 2.3 kohaste arvutuste tulemused tuleb kanda kahele vastavale graafikule, mis on saadud DER mõõtmise tulemusel kauguselt: üks graafik kaitsmata allika puhul - 1 (r), teine ​​allika kohta, mis on paigutatud konteiner - 2 (r). Dosimeetri näitude arvutustega vastavusse viimise hõlbustamiseks tuleks graafikutel näidata tabelis 2.2 toodud katsepunktid.

7. Järeldused selle tööosa kohta peaksid olema järgmised:

Sõnastada kiirguse nõrgenemise seadus allikast kasvava kaugusega;

mõtle üle võimalikud põhjused instrumentide näitude kõrvalekalded arvutatud väärtustest;

Hinnake õhu neeldumisvõimet;

testi küsimused

1. Ioniseeriva kiirguse mõju inimorganismile.

2. Kiirguse deterministlikud mõjud, arengumehhanism.

3. Kiirguse stohhastilised mõjud, arengumehhanism.

4. Kiirguse otsene ja kaudne mõju bioloogilisele koele.

5. Neeldunud ja ekvivalentdoos – määratlus, mõõtühikud.

6. Efektiivne doos, ulatus.

7. Kollektiivne doos ja kollektiivne kahju.

8. Annuse kiirus. Looduslik kiirgusfoon.

9. Kiirgusohutuse eesmärgid ja nende saavutamise viisid.

10. Kiirgusohutuse tagamise põhimõtted.

11. Põhjenduse põhimõte.

12. Reguleerimise põhimõte.

13. Optimeerimise põhimõte.

14 NRB-99-s käsitletud inimeste kokkupuute tüübid.

15. Kontrollist ja arvestusest vabastatud kiirgusallikate liigid.

16. Põhidoosi piirmäärad - mõiste määratlus ja sisu.

17. Välise tehnogeense kokkupuute lubatud piirnormid – seos peamiste doosipiirangutega.

18. Lähte gammakonstant. Suhe γ-kiirguse punkt-isotroopse allika tekitatud doosikiiruse, aktiivsuse ja kauguse vahel.

19. Kiirguse sumbumise seadus kaugusega.

20. Aine kiirguse nõrgenemise seadus.

21. Käesolevas töös kasutatud seadmete eesmärk, tööpõhimõte ja põhiomadused. Nende seadmete võimalikud kasutusvaldkonnad.

22. Kaitse põhimõtted aja, kauguse ja ekraanidega kokkupuute eest.

23. Hinnanguline kokkupuuteaeg ja lubatud doosikiirus.

24. Lubatav tööaeg kiirgusallikaga (millal ja kuidas seda hinnata).

Bibliograafiline loetelu

2. Föderaalne Elanikkonna kiirgusohutuse seadus. nr 3-FZ 09.01.1996.

3. Normid kiirgusohutus / NRB-99. - M.: Vene Föderatsiooni tervishoiuministeeriumi TsSEN, 1999. - 116 lk.

4. Peamine sanitaarreeglid kiirgusohutuse tagamiseks / OSPORB-99. - M.: Vene Föderatsiooni tervishoiuministeeriumi TsSEN, 2000. - 132 lk.

5. Kutkov, V.A. Põhisätted ja nõuded normatiivdokumendid tuumaelektrijaamade kiirgusohutuse tagamise praktikas: õpik / V.A. Kutkov [ja teised] - M: Izd. OIATE, 2002. - 292 lk.

6. Kozlov, V.F. Kiirgusohutuse teatmik / V.F.Kozlov. – M.: Energoatomizdat, 1999. – 520 lk.

7. Normid kiirgusohutus NRB-76/87 ja põhilised sanitaarreeglid tööks radioaktiivsete ainete ja muude ioniseeriva kiirguse allikatega OSP-72/87 / NSVL Tervishoiuministeerium. – M.: Energoatomizdat, 1988. – 160 lk.

8. Golubev, B.P. Dosimeetria ja kaitse ioniseeriva kiirguse eest / B.P. Golubev. – M.: Energoatomizdat, 1986. – 464 lk.

Rakendus

Tabel A.1. Lineaarsed sumbumiskoefitsiendid μ , cm–1, mõne aine puhul sõltuvalt footonkiirguse energiast

Tabel A.2. Annuse akumulatsioonitegurid lõpmatus geomeetrias B ∞

punkt-isotroopse allika jaoks

Tabel A.3. Tabeli A.2 muudatus akumulatsiooniteguri arvutamiseks AT b punkt-isotroopne allikas barjääri geomeetrias ( d = B b/c ∞ )

1. KIIRGUSOHUTUSE ALUSED……………….…………….3

1.1. Ioniseeriva kiirguse bioloogiline mõju……………………………..3

1.2. Läviväärtused ja mitteläviväärtused inimeste kokkupuutel…………….…5

1.3. Põhidosimeetrilised suurused ja nende mõõtühikud………………………………………………………………………………..12

1.4. NRB-99 kiirgusohutusstandardite põhisätted…………15

2.1. Tööks valmistumine…………………………………………………………..18

2.2. Kiirgusohutuse hindamine kiirgusallikaga töötamisel……….….19

2.3. Doosikiiruse sõltuvuse eemaldamine kaugusest…………………………..21

2.4. Doosikiiruse arvutamine allika aktiivsuse järgi……………………………..23

Kontrollküsimused…………………………………………………………………..25

Bibliograafiline loetelu…………………………………………………………………………………………………………………….

Taotlemine………………………………………………………………………………..26

Rahvusvaheline Kiirguskaitse Komisjon asutati 1928. aastal. II rahvusvahelisel radioloogiakongressil. Koos Rahvusvahelise Kiirgusühikute ja Mõõtmiste Komisjoniga (ICRU, 1925) koondab eksperte kiirguse mõõtmise, kiirguse bioloogiliste mõjude, dosimeetria ja kiirgusohutuse valdkonnas.

Ühinenud Rahvaste Organisatsiooni aatomikiirguse mõju teaduskomitee. Loodud ÜRO poolt 1955. aastal, et hinnata ioniseeriva kiirgusega kokkupuute mõju tervisele.

Välise gammakiirguse mõju vähendamiseks kasutatakse kogu maailmas kolme peamist meetodit:

Aeg;
Kaugus;
Varjestus (kaitse paigaldamine).

Aeg

DOOS = DOOSI KIIRUS * AEG

Üks kiirgusdoosi mõjutavatest teguritest on aeg.

Sõltuvus on lihtne: vähem aega AI mõju kehale – väiksem doos.

Ligikaudne arvutus võib aidata määrata doosi, mille töötaja teatud aja jooksul saab, või seda, kui kaua ta võib töökohal viibida ilma doosikiirust vähendamata.

Näiteks:

Töötaja hakkab tegema tööd, mis võtab aega umbes poolteist tundi. Doosikiirus töökohal on 1,0 mSv/h (mSv/h). Määrake eeldatav kiirgusdoos.

DOOS = DOOSI KIIRUS * AEG = 1,0 mSv/h (mSv/h) * 1,5 h (h) = 1,5 mSv (mSv).

Vastus: lubatud doos oleks 1,5 mSv (mSv).

Kui töötaja töötab kiiremini ja lõpetab töö ühe tunniga, siis vähendab ta doosi 1,0 mSv-ni (mSv): (1,0 mSv/h * 1,0 h = 1,0 mSv).

Kui tööst on vaja pausi teha (puhkamiseks jne), peaks töötaja liikuma tehisintellekti mõjupiirkonnast välja kohta, kus kiirgustase on võimalikult madal.

Kaugus

Kiirgusdoosi arvutamise valemi alusel:

DOOS = DOOSI KIIRUS * AEG

Madal doosikiirus tähendab väikest kiirgusdoosi. Kõigi tehisintellekti allikate omaduseks on doosikiiruse vähenemine vahemaa kasvades.

Kiirgusallikal võib olla erinev konfiguratsioon: punkt-, ruumala-, pinna- või joonallikas.

Punktallika kiirgus väheneb kauguse ruuduga. Näiteks:

Doosikiirus allikast ühe meetri kaugusel on - 9 mSv/h (mSv/h). Kui töötaja suurendab kaugust kolme meetrini, vähendatakse doosikiirust 1 mSv/h (mSv/h).

Enamik kiirgusallikaid ei ole aga punktallikad. Lineaarseid allikaid on palju, on ka suuri mahulisi allikaid nagu radioaktiivsed mahutid ja soojusvahetid.

Liiniallikate ja suurte allikate puhul väheneb doosikiirus proportsionaalselt kaugusega.

Ühe meetri kaugusel allikast on doosikiirus 9 mSv/h (mSv/h). Kolme meetri kaugusel on see - 3 mSv / h (mSv / h).

Kui kaugus infrapunaallikast suureneb, väheneb ka doosikiirus.

Lihtne ja tõhus meede kaitse AI eest – olla ioniseeriva kiirguse allikast võimalikult kaugel.

Kaitse (varjestus)

Kiirgusdoosi arvutamise valemi alusel:

DOOS = DOOSI KIIRUS * AEG

Nagu eespool mainitud, määrab töötaja kokkupuute doosikiirus talle saadava kiirgusdoosi. Mida väiksem on doosikiirus, seda väiksem on kiirgusdoos.

Doosikiirust saab vähendada kaitse (varjestuse) paigaldamisega, kuna kõik ained neelavad kiiritamisel kiirgusenergiat. Seetõttu puutub töötaja kokku vähema kiirgusega, kui tema ja kiirgusallika vahel on kaitse.

Pöörake tähelepanu alfa-, beeta- ja gammakiirguse mõjule õhuke paberileht. Nagu teate, on alfakiirguse ulatus üsna lühike. See peatub õhukese nahakihiga, eriti paberilehega. Beeta- ja gammakiirgus ei peata paberilehte.

Pleksiklaas(vt joonis 7.8) peatab beeta-emissiooni täielikult. Gammakiirgus on mõnevõrra nõrgenenud, kuid üldiselt läbib pleksiklaasi vabalt.

Järgmine kaitsetüüp on plii kaitseekraan. Siin gammakiirgus väheneb, kuid seda ei peatata täielikult.

Gammakiirgust, mis on tuumajaamas levinuim kiirgusliik, ei saa täielikult varjestada, seda saab ainult vähendada. Parimad varjestusmaterjalid on betoon ja vesi.

Kaitseekraani optimaalne paksus sõltub kiirguse energiast ja kiirgusallika aktiivsusest. Kaitse paksuse arvutamine on üsna keeruline, kuid võite kasutada "rusikareeglit".
1 sentimeeter pliid vähendab gammakiirguse (koobalt-60) doosikiirust poole võrra.
5 sentimeetrit betooni vähendab gammakiirguse (koobalt-60) doosikiirust poole võrra.
10 sentimeetrit vett vähendab gammakiirguse (koobalt-60) doosikiirust poole võrra.

Kaitseekraanide paigaldamine ja eemaldamine toimub Valgevene Vabariigi teenistuse loal ja juhendamisel!