Gammakiirguse vastase kaitse arvutamine. Valgustuse süsteemid ja tüübid

Föderaalne Haridusagentuur

osariik haridusasutus

kõrgemale kutseharidus

"Ivanovo Riiklik Energiaülikool

V.I. Lenini nimeline"

Tuumaelektrijaamade osakond

KIIRGUSOHUTUS
JA VÄLISE GAMMAKIIRGUSE DOSIMETRIA

Laboratoorsete tööde teostamise 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 laboratoorset töötuba. Peatükis 1 esitatud teoreetiline materjal täiendab ja osaliselt dubleerib loengutes loetut.

Kinnitatud IFF-i tsüklimetoodilise komisjoni poolt

Ülevaataja:

Riiklik kutsekõrgkool "Ivanovo Riiklik Energiaülikool V. I. Lenini nimeline" tuumaelektrijaamade osakond

KIIRGUSOHUTUS JA DOSIMETRIA

VÄLINE GAMMAKIIRGUS

Juhised jaoks laboritööd №1

kursusel "Kiirguskaitse"

Koostanud: Tokov Aleksandr Jurjevitš,

Krylov Vjatšeslav Andrejevitš,

Strahhov Anatoli Nikolajevitš

Toimetaja N.S. Rabotaeva

Allkirjastatud avaldamiseks 7.12.09. Formaat 60x84 1/16.

Trükkimine on tasane. Tingimuslik 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

Elusorganismi mõjutav ioniseeriv kiirgus põhjustab selles pöörduvate ja pöördumatute muutuste ahela, mille "käivitusmehhanism" 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) kandub aatomi elektronkihile energiat, mis on piisav orbiidi elektroni eemaldamiseks. (st sidumisenergia ületamine). Kui ülekantav osa energiast on sidumisenergiast väiksem, siis ergastub ainult aatomi elektronkiht.

Lihtainetes, 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 normaalsesse olekusse, viies elektroni kõrgemalt 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 katkemisele aatomite ionisatsiooni ja ergastamise tõttu. Kiirguse kaudne mõju keerukatele molekulidele avaldub vee radiolüüsi saaduste kaudu, mis moodustavad suurema osa kehamassist (kuni 75%). Energiat neelates kaotab veemolekul elektroni, mis kannab oma energia kiiresti ümber ümbritsevatele veemolekulidele:

H20 = > H2O + + e – .

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

H2O + + H2O = > H3O + + OH – + N ;

N + O 2 = > AGA 2 ; AGA 2 + AGA 2 => H 2 O 2 + 2 O.

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 valgu molekulide, ensüümide, DNA ja muude rakustruktuuridega. Vabade radikaalide tekitatud keemilised reaktsioonid areneda suure saagikusega ja kaasata sellesse protsessi sadu ja tuhandeid molekule, mida kiirgus ei mõjuta.

Ioniseeriva kiirguse mõju bioloogilistele objektidele võib jagada kolme etappi, mis esinevad erinevatel tasanditel:

1) aatomitasandil – aatomite ionisatsioon ja ergastamine, mis toimub 10 -16 - 10 -14 s suurusjärgus aja jooksul;

2) molekulaarsel tasemel – kiirguse otsesest ja radiolüütilisest mõjust põhjustatud makromolekulide füüsikalis-keemilised muutused, mis põhjustavad rakusiseste struktuuride katkemist umbes 10–10–10–6 sekundi jooksul;

3) bioloogilisel tasandil – kudede ja elundite talitlushäired, mis arenevad mõnest sekundist mitme päeva või nädala jooksul (ägedate kahjustuste korral) või aastate või aastakümnete jooksul (kiirguse pikaajaline mõju).

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

Kahjustuse erinevate vormide hulgas on kõige olulisem DNA kahjustus. Kuid rakul on keeruline parandusprotsesside süsteem, eriti DNA-s. Kui taastumine ei ole täielik, võib ilmuda elujõuline, kuid muutunud rakk (mutant). Lisaks kiiritamisele võivad muutunud rakkude väljanägemist ja paljunemist mõjutada ka muud tegurid, mis tekivad nii enne kui ka pärast kiiritamist.

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

Juhuslik jaotus kiirgusega tekitatud energia neeldumisaktid võivad mitmel viisil kahjustada DNA kaksikheeliksi elutähtsaid osi ja teisi raku makromolekule. 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 on alla surutud, kudede kasv aeglustub ja peatub ning tekib uusi. keemilised ühendid, kehale mitteomane - toksiinid. Lõplikud soovimatu kiirguse mõjud jagunevad somaatiline ja geneetiline.

Somaatilised mõjud avalduvad otseselt kiiritatavas inimeses endas või kui varakult tuvastatavad mõjud kokkupuude (äge või krooniline kiiritushaigus ja lokaalsed kiirguskahjustused) või nagu pikaajalisi tagajärgi(lühenenud eluiga, kasvajate või muude haiguste esinemine), mis ilmnevad mitu kuud või aastakümneid pärast kiiritamist . Geneetilised ehk pärilikud mõjud– need on pärilike sugurakkude genoomi kiiritamise tagajärjed, mis põhjustavad järglastel kaasasündinud väärarenguid ja muid häireid. Need kiirguse mõjud võivad olla väga pikaajalised ja ulatuda üle mitme inimpõlve.

Kahjuliku mõju raskusaste sõltub konkreetsest kiiritatavast koest ja organismi võimest kahjustusi kompenseerida või parandada.

Rakkude taastamise võime sõltub olenevalt inimese vanusest kiiritamise ajal soo, tervisliku seisundi ja keha geneetilise eelsoodumuse, samuti suuruse kohta imendunud doos(bioloogilise koe massiühiku kohta neeldunud kiirgusenergia) ja lõpuks alates primaarse kiirguse tüüp mõjutades keha.

1.2. Läviväärtuse ja mitteläve mõju inimese kiiritamise ajal

Vastavalt kaasaegsetele kontseptsioonidele, mis on sätestatud ICRP väljaandes 60 ja mis on aluseks Venemaa kiirgusohutusstandarditele NRB-99, jagunevad kiirguse võimalikud kahjulikud mõjud tervisele kahte tüüpi: lävi (deterministlik) ja mittelävi. stohhastilised) efektid.

1.Deterministlikud (lävi)efektid – kohesed varajased, kliiniliselt tuvastatavad kiirgushaigused, mille doosiläviväärtused, millest allpool neid ei esine, ja mille ületamisel sõltub toimete raskus doosist. Nende hulka kuuluvad äge või krooniline kiiritushaigus, kiirituskatarakt, reproduktiivfunktsiooni häired, naha kosmeetilised kahjustused, erinevate kudede degeneratiivsed 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 korduva kokkupuute korral, kui ühekordsed doosid on väiksemad kui ägedaid kiirguskahjustusi tekitavad, kuid oluliselt suuremad kui lubatud piirnormid. Kroonilise kiiritushaiguse tunnusteks on muutused vere koostises (leukotsüütide arvu vähenemine, aneemia) ja mitmed närvisüsteemi sümptomid. 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. Suurenenud kadusid võib kompenseerida asendusmäära suurenemine, kuid võib esineda ka ajutist ja mõnikord püsivat elundi või koe funktsiooni toetavate rakkude arvu vähenemist.

Sellest tulenev rakkude kadu võib põhjustada tõsiseid kahjustusi, 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 arvukaid koefunktsioone, sealhulgas rakuprotsesside reguleerimist, põletikulisi reaktsioone, immuunsüsteemi ja vereloomesüsteemi (punase luuüdi) pärssimist. Kõik need mehhanismid määravad lõpuks kindlaks deterministlike mõjude raskusastme.

Annuse läviväärtuse määrab kahjustatud elundi või koe rakkude kiirgustundlikkus ja organismi võime sellist kahjustust kompenseerida või taastada. Kiirguse deterministlikud mõjud on reeglina spetsiifilised ega teki teiste füüsikaliste tegurite mõjul ning seos mõju ja kiirguse vahel on üheselt mõistetav (deterministlik). Täiskasvanute kiiret surma põhjustavate deterministlike mõjude esinemise läviannused on toodud tabelis 1.2. Pikaajalise kroonilise kiiritamise korral ilmnevad samad toimed suuremate kogudooside korral kui ühekordse kiiritamise korral.

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

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

Tabel 1.1. Erinevate kiirgusdooside mõju täiskasvanute tervisele

ühe kiiritusega

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

Tabel 1.2. Inimese surmaga lõppenud ägedate mõjude hulk

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

Tööstuslikes tingimustes on deterministlike mõjude tekkimine võimalik ainult kiirgusavarii korral, kui kiirgusallikas on kontrollimatus olekus. Sel juhul piiratakse inimeste kokkupuudet kiireloomuliste meetmete võtmisega - sekkumine. 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 läviannused

ja kiirgusõnnetuse korral kiire sekkumise kriteeriumid

Kehtestatud tööalase kiirgusdoosi piirmäärad on kümneid ja sadu kordi väiksemad kui deterministlike mõjude ilmnemise lävidoosid, mistõttu peamine ülesanne Kaasaegne kiirgusohutus on piirata stohhastiliste efektide esinemist inimestel, mis on tingitud nende kokkupuutest tavatingimustes kiirgusega.

2. Stohhastilised ehk mitteläveefektid – kiirguse pikaajalised tagajärjed, millel puudub doosilävi, mille tõenäosus on otseselt võrdeline kiirgusdoosiga ja raskusaste ei sõltu doosist. Nende hulka kuuluvad vähk ja pärilikud haigused, mis tekivad inimestel aastate jooksul spontaanselt erinevatel loomulikel põhjustel.

Nende mõjude teatud osa seose usaldusväärsust kiirgusega tõestas rahvusvaheline meditsiini- ja epidemioloogiline statistika alles 1990. aastate alguses. Stohhastilised efektid tuvastatakse tavaliselt läbi kaua aega pärast kiiritamist ja ainult kümnete ja sadade tuhandete inimeste suurte rühmade pikaajalise vaatlusega. Keskmine varjatud periood on leukeemia puhul umbes 8 aastat ja teiste vähiliikide puhul 2–3 korda pikem. Kiirguse tõttu vähki suremise risk on meestel ja naistel erinev ning varieerub aja jooksul pärast kokkupuudet (joonis 1.1).

Raku pahaloomulise degeneratsiooni tõenäosust mõjutab kiirgusdoosi suurus, samas kui teatud tüüpi vähi raskusaste sõltub ainult selle tüübist ja asukohast. Tuleb märkida, et kui kiiritatud rakk ei sure, siis on tal teatud võime kahjustatud DNA koodi ise parandada. Kui seda ei juhtu, on terves kehas selle elutähtsad funktsioonid blokeeritud immuunsussüsteem: Degenereerunud rakk hävib või ei paljune enne loomulikku surma. Seega on vähi tõenäosus väike ja sõltub organismi immuun- ja närvisüsteemi "tervisest".

Vähirakkude vohamise protsess 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.

Loodusliku (tausta)kiirguse doosi väikeste lisamiste korral on tõenäosus täiendavate vähijuhtude tekkeks loomulikult väike ja eeldatav lisadoosiga seotud juhtude arv võib kokkupuutel inimeste rühmas olla väiksem kui 1, isegi väga suures seltskonnas. Kuna looduslik kiirgusfoon on alati olemas ja ka stohhastiliste mõjude spontaanne tase, siis Praktilised tegevused, mis toob kaasa täiendava kokkupuute, suurendab ka stohhastiliste mõjude tõenäosust. Eeldatakse, et nende esinemise tõenäosus on otseselt proportsionaalne doosiga ja manifestatsiooni raskusaste ei sõltu kiirgusdoosist.

Joonis 1.2 illustreerib seost kiirgusega kokkupuute ja vähktõve esinemissageduse vahel elanikkonnas. Seda iseloomustab spontaansete vähkkasvajate märkimisväärne tase elanikkonnas ja suhteliselt väike tõenäosus täiendavate haiguste tekkeks kiirguse mõjul. Lisaks on UNSCEARi andmetel spontaanne vähktõvesse haigestumise ja suremuse määr riigiti ja aastast aastasse ühes riigis väga erinev. See tähendab, et analüüsides kiirguse mõju kohta suur grupp sama doosiga kiiritatud inimestel on võimalik tuvastada tõenäosuslik seos kiirgusdoosi ja kiirgusest tingitud täiendavate vähijuhtude arvu vahel, samas on võimatu näidata, milline haigus on kiirguse tagajärg ja mis tekkis spontaanselt.

Joonis 1.3 näitab hinnangut võrdselt kokku puutunud täiskasvanute rühma suuruse kohta, mis on vajalik suurenemise vahelise seose usaldusväärseks kinnitamiseks koguarv vähid rühmas ja kiirgusdoos. Joonisel olev rida A-B määratleb 90% usaldusvahemikuga täiendavate stohhastiliste kiirgusmõjude tuvastamiseks vajaliku rühma suuruse teoreetilise hinnangu. Selle joone kohal on piirkond, kus teoreetiliselt on võimalik tõestada seost rühmas esinevate stohhastiliste mõjude arvu suurenemise ja kiirgusega kokkupuute vahel. Sellest joonest allpool on teoreetiliselt võimatu seda seost tõestada. Punktiirjoon näitab, et täiendavate mõjude usaldusväärseks tuvastamiseks täiskasvanute keha ühtlasest kiiritusest fotonitega doosiga 20 mGy, mis on võrdne tööalase kiirgusdoosi piirmääraga, on vaja sellise doosiga uurida vähemalt 1 miljonit inimest.

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

1.3. Põhilised dosimeetrilised suurused ja mõõtühikud

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

SI mõõtühik – Bk(becquerel), võrdne 1 lagunemisega sekundis ( s –1).

Mittesüsteemne üksus – Ki(curie); 1 Ci = 37 GBq = 3,7 × 10 10 s –1.

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

Tuumamuutuste käigus eralduvate osakeste (footonite) tüüp ja kogus 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, % – osakeste saagise koefitsient 100 lagunemise kohta (antud radionukliidide teatmeteostes; erinevate radionukliidide puhul varieerub saagis oluliselt, v= 0,01% - 200% või rohkem).

Osakeste voolavus (F) - 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. Voo tihedus iseloomustab kiirguse taset (intensiivsust) antud ruumipunktis (või kiirgusolukorda antud ruumipunktis).

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

Kokkupuute annus (X) – keha aatomite ja molekulide ionisatsioonilise hävimise ulatuse mõõt kiiritamise ajal. Võrdne kõikide sama märgiga ioonide summaarse laengu suhtega, mis on tekitatud õhus footonkiirguse mõjul kiiritatud õhumahu massi. Säritusdoosi kasutatakse ainult kuni 3 MeV energiaga footonkiirguse puhul. Kiirgusohutuse valdkonnas on see alates 1996. aastast järk-järgult kaotatud.

SI mõõtühik – C/kg(ripats kilogrammi kohta).

Mittesüsteemne üksus – R(röntgenikiirgus); 1 P = 2,58 × 10-4 C/g; 1 C/kg = 3872 RUR.

Imendunud annus või lihtsalt annus ( D) – ioniseeriva kiirguse füüsikalise mõju mõõt ainele (molekulaarsel tasemel). Võrdne aines ioonide moodustamiseks neeldunud kiirgusenergia ja kiiritatud aine massi suhtega.

SI mõõtühik – Gr(hall); 1 Gy = 1 J/kg.

Mittesüsteemne üksus – rõõmus(rad – kiirguse neeldunud doos);

1 rad = 0,01 Gy = 10 mGy.

Footonkiirguse ekspositsioonidoos X = 1P vastab molekulide erineva ionisatsiooni töö tõttu neeldunud doosile õhus D = 0,87 rad (8,7 mGy) ja bioloogilises koes D = 0,96 rad (9,6 mGy). Praktilise kiirgusohutuse eesmärgil võime eeldada, et 1 R vastab 1 rad või 10 mGy.

Ekvivalentdoos (N) – kiirguse bioloogilise mõju mõõt elundile või koele (elusrakkude, elundite ja kudede tasandil). Võrdne neeldunud annuse korrutisega kiirguse kaalutegur W R , mis võtab arvesse kiirguse kvaliteeti (lineaarne ioniseerimisvõime). Segakiirguse korral määratakse ekvivalentdoos kiirgusliikide summana « R » :

N = å D R × W R

Kiirguse kaalukoefitsiendi väärtused W R vastu võetud NRB-99 hulka. 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 mõõtühik – Sv(sivert); gammakiirguse jaoks 1 Sv = 1 Gy.

Mittesüsteemne üksus – rem(radi bioloogiline ekvivalent);

1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv.

Seos teiste doosiühikutega:

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

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

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

Efektiivne annus (E) – pikaajaliste stohhastiliste mõjude (väiksetel kiirgusdoosidel) esinemise riski mõõt, võttes arvesse elundite ja kudede ebavõrdset kiirgustundlikkust. Kogu keha ühtlase kiiritamise korral langeb efektiivne doos kokku ekvivalendiga: E = H, Kus N– sama ekvivalentdoos kõikidele elunditele ja kudedele .

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

E = å N T × W T(T = 1...13),

kus H T on elundi või koe ekvivalentdoos “T »; W T – elundi (koe) kiirgustundlikkuse kaalutegur . W T väärtused on NRB-99-s aktsepteeritud 13 elundi (koe) kohta, kokku moodustavad need ühe (vt tabel 2.1). Efektiivse doosi mõõtühik – mSv(millisivert).

Kollektiivne annus ( S) – kiirgusega kokkupuute pikaajaliste tagajärgede rakendamise tõttu võimaliku elanikkonna täisväärtusliku elu inimtööaastate kaotuse võimaliku kahju mõõt ühiskonnale. Võrdne N inimesest koosneva meeskonna poolt saadud aastaste individuaalsete efektiivsete dooside E i summaga:

S= å E i (i = 1...N).

Üksus – man-Sv(isik-sivert).

NRB-99 kiirguskaitsekulude põhjendamiseks on aktsepteeritud, et kokkupuude kollektiivdoosiga S = 1 inimene-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. Nii nagu voo tihedus, iseloomustab doosikiirus kiirgusolukorda (kiirgustaset) ruumi või piirkonna punktis.

Sageli kasutatakse termini järgmisi lühendeid:

MD (MTD)-annuse kiirus (imendunud annus) ( 1 µGy/h = 100 µrad/h);

MED– ekvivalentdoosikiirus ( 1 µSv/h = 100 µrem/h).

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

Loodusliku (tausta) gammakiirguse tase avatud aladel ekspositsiooni doosikiiruse ühikutes jääb vahemikku = (8–12) µR/h. See vastab voo tihedusele j umbes 10 footonit / (cm 2 s) ja ka:

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

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

Osades hoonetes on looduslike radionukliidide suurenenud kontsentratsiooni tõttu ehitusmaterjalides lubatud loodusliku gammakiirguse DER-i ületada fooni taset avatud aladel kuni 0,2 μSv/h, s.o. kuni (0,25–0,35) μSv/h.

Mõnes kohas üle maailma 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. Kiirgusohutuse standardite NRB-99 põhisätted

Kiirgusohutusstandardeid NRB-99 rakendatakse inimeste ohutuse tagamiseks tehisliku või loodusliku päritoluga ioniseeriva kiirgusega kokkupuute kõikides tingimustes.

Standardite võimalused allika ja kokkupuute kontrollimiseks on erinevad. nelja tüüpi kiirgusega kokkupuudet ühe inimese kohta :

· tehisallikatest nende normaalse töö tingimustes (allikat ja kiirguskaitset kontrollitakse ja juhitakse);

· sama, kiirgusavarii tingimustes (kontrollimatu kiiritus);

· alates looduslikud allikad kiirgus (kontrollimatu kokkupuude);

· meditsiinilistest allikatest haiguste diagnoosimise ja ravi eesmärgil.

Nõuded kiirgusega kokkupuute piiramiseks on sõnastatud NRB-99-s iga kiiritusliigi kohta eraldi. Kõigi nelja kiirgustüübi kogudoosi arvesse ei võeta.

Tehnogeenne nimetatakse tehisallikateks spetsiaalselt inimese loodud kiirguse kasulikeks rakendusteks(instrumendid, seadmed, seadmed, sealhulgas spetsiaalselt kontsentreeritud looduslikud radionukliidid) või allikad, mis on inimtegevuse kõrvalsaadused (näiteks radioaktiivsed jäätmed).

Kehtivad standardite nõuded allikatele, kust kokkupuudet saab kontrollida. Kontrolli alt kiirgusallikad, mis ei ole võimelised tekitama individuaalne aastane efektiivdoos üle 10 μSv ja kollektiivdoos üle 1 inimese-Sv aastas mis tahes käitlemistingimustes (oht stohhastiliste mõjude suurenemiseks selliste annuste juures on triviaalne ega ületa 10-6 1/in-aastas).

Kiirgusohutuse peamine eesmärk eesmärk on kaitsta elanikkonna, sealhulgas personali tervist kiirguse kahjulike mõjude eest, ilma põhjendamatute piiranguteta kasulik tegevus kiirguse kasutamisel erinevates majanduse, teaduse ja meditsiini valdkondades.

Kiirgusohutuse tagamiseks kiirgusallikate normaalse töötamise ajal kasutatakse neid Valgevene Vabariigi kolm peamist põhimõtet:

· õigustamise põhimõte – igasuguste kiirgusallikate kasutamisega seotud tegevuste keelamine, mille puhul üksikisikutele ja ühiskonnale saadav kasu ei ületa riski võimalik kahju põhjustatud täiendavast kokkupuutest;

· normeerimise põhimõte – ei ületa lubatud piire kodanike individuaalsed kiirgusdoosid kõikidest kiirgusallikatest;

· optimeerimise põhimõte - hooldus madalaimal võimalikul ja saavutataval tasemel võttes arvesse majanduslikke ja sotsiaalseid tegureid individuaalsed kiirgusdoosid ja kokkupuutuvate inimeste arv(rahvusvahelises praktikas on see põhimõte tuntud kui ALARA – As Low As Reasonably Achievable – 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(inimesed, kes töötavad otseselt tehisallikatega);

· B-rühma töötajad(isikud, kes töötingimuste tõttu 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 – vähemalt 18-aastased isikud (sh laboratoorseid praktilisi töid läbivad õpilased koos allikatega). Kategoorias “Rahvastik” eristatakse reeglina 0-aastaseid ja vanemaid lapsi. Paljud NRB-99 mõisted on standardiseeritud, näiteks on keskmiseks elueaks, kui arvestada lävevälise mõju riskiga, 70 aastat.

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

· lubatud tasemed (LA) – põhidoosi piirmäärade tuletised kiirgusolukorra hindamiseks. Kell ühefaktoriline välistest allikatest tulenev kokkupuude on keskmine aastane lubatud doosikiirus tööruumides ( DMD );

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

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

4. Efektiivne kiirgusdoos personalile 50 aasta jooksul töötegevus ei tohiks ületada 1000 mSv ja elanikkonnale üle 70-aastase eluea - 70 mSv.

5. Kui inimene puutub samaaegselt kokku välise ja sisemise kiirguse allikatega (multifaktoriaalne kiiritamine) tabelis 1.4 toodud peamised doosipiirangud viitavad aasta koguannus, põhjustatud kõikidest teguritest. Seetõttu tuleks iga kiiritusteguri RL (DMD) väärtused eraldi võtta väiksemaks kui tabelis 1.5.

6. Naistele alla 45-aastastele, kes on klassifitseeritud A-rühma personaliks, on kehtestatud täiendavad piirangud: alakõhupiirkonna ekvivalentdoos ei tohiks ületada 1 mSv kuus. Nendel tingimustel on loote efektiivne kiirgusdoos 2 kuud. diagnoosimata rasedus ei ületa 1 mSv. Pärast raseduse fakti tuvastamist on ettevõtte juhtkond kohustatud naise üle viima kiirituseta tööle.

7. Planeeritud suurenenud kokkupuudeüle kehtestatud doosipiiride (PD = 50 mSv efektiivdoos) 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. Kiiritamine doosides 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 kuuluvatele isikutele. personal.

8. Kiiritus doosides üle 4 PD (200 mSv) peetakse potentsiaalselt ohtlikuks. Selliste doosidega kiirgusega kokkupuutuvatel isikutel on lubatud kiirgusallikatega töötada ainult aastal individuaalselt pädeva arstliku komisjoni otsusega.

Juhtumid planeerimata suurenenud kokkupuude PD-st suuremate annustega inimesi uuritakse.

Tabel 1.4. Põhilised doosipiirangud

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

Tabel 1.5. Ühefaktorilise väliskiirguse lubatud tasemed

2.1. Tööks valmistumine

Töö eesmärk

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

2. Gammakiirguse nõrgenemise seaduse uurimine kaugusega allikast.

3. Erinevate dosimeetrite näitude vastavus doosikiiruse arvutustega.

Kasutatud seadmed ja materjalid

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

2. Liigutatav kelk ja jaotustega joonlaud allika ja mõõteanduri (detektori) kauguse mõõtmiseks.

3. Gammakiirgust salvestavad detektoritega dosimeetrid.

Gammakiirgusallikaga paigaldise põhiomadused

Tähtaeg "suletud radionukliidide allikas" tähendab tehnilist toodet, mille konstruktsioon välistab radioaktiivsete ainete leviku V keskkond kasutus- ja kulumistingimustel, milleks see on ette nähtud. Koobalti gammaallikas GIK-2-9 on suletud roostevabast terasest kapsel (silinder 10 x 10 mm), mille sees on radioaktiivne isotoop Co-60. Kasulik gammakiirguse voog tungib vabalt läbi kapsli õhukeste seinte (väikse filtreerimisega). Selle töö mõistes võib allikat pidada punkt-, isotroopseks ja monoenergeetiliseks.

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

Laboriplakati töö aruandesse peate välja kirjutama:

· kaitseanuma eskiis koos allikaga (läbilõikevaade);

· koobalti gammakiirguse footonite energia (Nt = 1,25 MeV);

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

allika esialgne tegevus Ao(Bq) ja allika sertifitseerimise kuupäev;

· andmesildil oleva kokkupuute doosikiirus 1 m kaugusel (μR/h);

· gamma väärtus – koobaltikonstant - 60 G (nGy × m2/(s × GBk))

2.2. Kiirgusohutuse hindamine kiirgusallikaga töötamisel

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

Kiirgusohutuse hindamiseks on vaja hinnata töötaja aastane efektiivdoos, eraldades tehisliku komponendi looduslikust. Sellisteks mõõtmisteks sobib kõige paremini kaasaskantav digitaaldosimeeter MKS-08, mis sisaldub ekvivalentdoosikiiruse (μSv/h) mõõtmise režiimis. Tähelepanu:Õigete näitude saamiseks tuleb seade suunata detektoriga (korpuse tagakülg) kiirgusallika poole.

1. Olles dosimeetriga laboriruumides ringi käinud, teostada kiirgusluure, s.o. leida kohti suurenenud tase gammakiirgus. Soovitatav on mõõta DER kõigi kiirgusohu märkidega tähistatud seadmete pinnal(konteinerid, seifid, allikakomplektid teistel töölaudadel). Kirjutage 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 keskmine ekvivalentdoosikiirus ruutkeskmine töökohal, mis asub allika maksimaalses läheduses, s.o. kõrgeima kiirgustasemega. Allika kollimatsioonikanal peab olema avatud, s.t. Loodud on halvim kiirgusolukord. Lahutades leidke ekvivalentdoosikiiruse tehnogeenne komponent:

R.m – f

4. Arvutage samadel tingimustel efektiivdoosikiirus töökohal. Selleks on vaja arvestada allika lähedal asuvate keha organite ja kudede kiiritamise ebaühtlust, s.o. mõõta DER T 13 elundi ja koe kohta ning seejärel korrutada need kiirgustundlikkuse kaalukoefitsientidega W T. Meie tingimustes piisab, kui piirdume nelja keha kontrollpunkti mõõtmisega: 1 – pea, 2 – rindkere. , 3 – sugunäärmed, 4 – jalad ja aktsepteerime nende jaoks suurendatud kaalukoefitsiente W K (vt tabel 2.1).

Mõõtke töökohal aktsepteeritud kehaasendi jaoks (õpetaja juhiste järgi "istumine" või "seismine") ekvivalentdoosikiirust K neljas kontrollpunktis. Kõigist näitudest lahutatakse keskmine loomulik taust f, määratletud punktis 2.

= Σ ( K · W K), (2,1)

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

Tabel 2.1. Efektiivse doosikiiruse määramiseks töökohal

Kokku: =Σ ( K Wk) = _______________ μSv/h

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

α = /

ja teha järeldus, kas nendel tingimustel on soovitatav efektiivdoosi määramisel arvesse võtta kokkupuute ebaühtlust.

6. Eeldades, et üliõpilane viibib sellel töökohal kõik 16 tundi laboripraktilist tööd, määrake õpilase inimese poolt tekitatud kokkupuute maksimaalne võimalik efektiivdoos jooksval aastal:

E naast = · 16.

7. Samadel põhjustel arvestage A-rühma töötajate maksimaalseks võimalikuks aastadoosiks, võttes töötaja normtööajaks 1700 tundi:

E inimene = · 1700.

7. Määrake sama kalendriaasta (8760 tundi) loodusliku kiirguse efektiivdoos, eeldades, et looduslik kiirgus mõjutab inimese elundeid ja kudesid ühtlaselt:

E sööb = f · 8760.

Hinnake loodusliku kiirgusdoosi võimalikku levikut, võttes umbkaudselt usaldusvahemiku, mis põhineb etapis 2 mõõdetud maksimaalsel ja minimaalsel taustväärtusel:

Δ = (max – min) 8760,

kus max, min on taustväärtused. Esitage loodusliku kiirguse aastadoosi väärtus, võttes arvesse võimalikku hajumist kujul E eat ± Δ/2 mSv.

8. Kasutades efektiivset doosi, hinnake õpilastele ja töötajatele täiendavat individuaalset eluea riski mittelävemõjude tekkeks 1/(inimene · · aasta), mis on seotud aktsepteeritud töötingimustega:

r = E naast, pers r E,

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

9. Teha järeldused kiirgusohutuse kohta laboris, mille jaoks võrdleme töötajate ja õpilaste tehiskiirguse aastadoose vastavate doosipiiridega PD A ja PD B. Arvutage piirtegur kuni doosipiirideni.

Võrrelge töötajate ja õpilaste tehiskiirguse doose looduslikust kiirgusest ja selle levikust saadava eeldatava aastadoosiga.

2.3. Doosikiiruse sõltuvuse eemaldamine kaugusest

Selles töö osas on vaja eemaldada doosikiiruse sõltuvus kaugusest allikani, kasutades kordamööda kolme erinevat dosimeetrit avatud ja suletud kollimaatori tingimustes allikaga konteineril.

Avatud kollimaatoriga gammakiirguse kiires asuv detektor “näeb” otse punktallikat ja registreerib selle otsekiirguse. Õhus imendumist ja hajumist lühikestel vahemaadel võib tähelepanuta jätta, nii et antud juhul see püsib pöördruudu seadus: kiirguse intensiivsus vaakumis on pöördvõrdeline punkt-isotroopse allika kauguse ruuduga, näiteks:

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

Suletud kollimaatoriga detektor registreerib kiirguse, mis on oluliselt nõrgenenud (koefitsient 300 või rohkem) ja hajutatud pliivarjestuses. Hajukiirguse allikaks on kogu anuma pind, mistõttu ei saa allikat enam lugeda punktallikaks ja pöördruutseadust saab rahuldada vaid suurel kaugusel sellest.

Mõõtmiste tegemiseks valitud dosimeetri detektor paigaldatakse vankrile, 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. Valige valitud vahemikus 4–5 doosikiiruse näitu erinevatel vahemaadel ja lahutage neist taust . Märkige kauguste ja doosikiiruste väärtused vaatluspäevikusse (tabel 2.2). Päevikus tuleb dosimeetri näidud teisendada DER ühikuteks (μSv/h), kui seade on kalibreeritud muudes ühikutes.

Mõõtmisi tuleks korrata mitme instrumendiga avatud ja suletud kollimaatoriga. Arvestada tuleb sellega, et dosimeetrite erineva tundlikkuse tõttu võivad osad lahtises valgusvihus skaalalt minema minna, teised aga suletud valguses ei pruugi midagi näidata. UIM-2-2 seade, mis on kalibreeritud ühikutes s –1, mõõdab footonite voogu läbi detektori (F) ja nn. radiomeeter. Selle näitude teisendamiseks doosikiiruse ühikuteks peaksite kasutama töölaual asuvaid kalibreerimissõltuvusi.

DER-i kaugusest sõltuvuse mõõtmistulemused tuleks esitada kahe graafikuna (üks avatud, teine ​​suletud kollimaatori jaoks). Igal neist rakendatakse 3 kõverat, mis siluvad katsepunkte.

Tabel 2.2. Ekvivalentdoosikiiruse mõõtmiste logi

Märge: Looduslik taust tuleks lahutada *-ga tähistatud näitudest.

2.4. Doosikiiruse arvutamine allika aktiivsuse põhjal

Doosikiiruse arvutused tehakse mugavalt tabeli kujul. 2.3.

Tabel 2.3. Doosikiiruse arvutamise päevik

A = 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– allika esialgne tegevus passi järgi (andmed võetud laboriplakatilt).

2. Arvutage samamoodi uuesti eksperimendi kuupäeva seisuga kokkupuute nimidoosikiirus 1 m kaugusel allikast, mis on märgitud labori plakatil selle sertifitseerimise kuupäeval. Teisendage see ekvivalentdooskiiruse ühikuteks (μSv/h).

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

G · A/r 2, nGr /s, (2,3)

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

Ekvivalentdoosikiiruse (μSv/h) määramiseks sisestatakse valemisse kiirguse kaalutegur W R, mis võrdub gammakiirguse ühikuga, ja teisendustegur 3,6 = 3600/1000:

O(r) = Г A/ r 2 · 3,6 · W R, μSv/h. (2.4)

Kirjutage arvutused valemi (2.4) abil tabeli 2.3 reale number 2.

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

4. Võtke arvesse gammakiirguse sumbumist õhus. Võtke õhukihi paksus, mis on võrdne kaugusega allikast detektorini, x = r.

Õhukihi paksuse x B cm nõrgendustegur on

K = exp (μ V x V) / V ∞,

kus μ B on õhu lineaarne sumbumiskoefitsient, mis sõltub gammakvantide energiast, cm –1; B ∞ on lõpmatu geomeetria akumulatsioonitegur, võttes arvesse õhu poolt hajutatud kiirguse panust (olenevalt gammakvantide energiast ja korrutisest μх). Võtke need väärtused vastavalt tabelitele A.1 ja A.2 allikast lähtuva gammakiirguse energia jaoks.

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 (pliikaitse geomeetriat võib pidada tõkkeks). Pliikaitse vähendamise tegur paksusega x P b = 10,5 cm on

К Р b = exp (μ Р b x Р b) / (В Р b d) ,

kus μ Р b on plii lineaarne sumbumiskoefitsient, mis on võetud gammakiirte energia järgi (tabel A.1); In P b on plii akumulatsioonitegur lõpmatu geomeetria jaoks, mis on vastu võetud vastavalt tabelile A.2, ja d on barjääri geomeetria parandus (sõltub ainult gammakvantide energiast), mis on vastu võetud vastavalt tabelile A.3. DER, mis võtab arvesse sumbumist pliis 2 = 1 / K P b, tuleks kirjutada tabeli 2.3 8. reale.

6. Tabeli 2.3 kohaste arvutuste tulemused tuleb kanda kahele vastavale graafikule, mis on saadud DER-i ja kauguse mõõtmise tulemusena: üks graafik kaitsmata allika puhul – 1 (r), teine ​​allika kohta, mis on paigutatud konteiner - 2 (r). Dosimeetri näitude ja arvutuste võrdlemise mugavuse huvides tuleks graafikutel näidata katsepunktid tabelist 2.2.

7. Selle tööosa järeldused hõlmavad järgmist:

Sõnastada kiirguse nõrgenemise seadus allikast kasvava kaugusega;

Mõtle üle võimalikud põhjused instrumentide näitude kõrvalekalded arvutatud väärtustest;

Hinnake õhu neeldumisvõimet;

Kontrollküsimused

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 annus, kasutusala.

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. Ratsioneerimise 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. Tehnogeense väliskiirguse lubatud piirnormid – seos peamiste doosipiirangutega.

18. Lähte gammakonstant. Punkt-isotroopse γ-kiirguse allika tekitatud doosikiiruse seos aktiivsuse ja kaugusega.

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. Eeldatav kiiritusaeg ja lubatud doosikiirus.

24. Lubatud aeg kiirgusallikaga töötamiseks (mis juhtudel ja kuidas seda hinnata).

Bibliograafia

2. Föderaalne Elanikkonna kiirgusohutuse seadus. nr 3-FZ 01.09.1996.

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

4. Põhiline sanitaarreeglid kiirgusohutuse tagamine / OSPORB-99. – M.: TsSEN Vene Föderatsiooni tervishoiuministeerium, 2000. – 132 lk.

5. Kutkov, V.A. Normatiivdokumentide põhisätted ja nõuded tuumaelektrijaamade kiirgusohutuse tagamise praktikas: õpik / V.A.Kutkov [et al.] – M: Kirjastus. OIATE, 2002. – 292 lk.

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

7. Normid kiirgusohutus NRB-76/87 ja Põhilised sanitaarreeglid radioaktiivsete ainete ja muude ioniseeriva kiirguse allikatega töötamiseks 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 IN b punkt-isotroopne allikas barjääri geomeetrias ( d = B b/v ∞ )

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

1.1. Ioniseeriva kiirguse bioloogilised mõjud…………………………..3

1.2. Läviväärtused ja mitteläviväärtused inimese kiiritamise ajal…………….…5

1.3. Põhilised dosimeetrilised suurused ja mõõtühikud……………………………………………………………………………………..12

1.4. Kiirgusohutusstandardite NRB-99 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 põhjal……………………………..23

Testi küsimused…………………………………………………………..25

Bibliograafia……………………………………………

Lisa………………………………………………………………………………………..26

Rahvusvaheline kiirguskaitse komisjon loodi 1928. aastal. II rahvusvahelisel radioloogiakongressil. Koos Rahvusvaheline komisjon on Radiation Units and Measurements (ICRU, 1925), koondab kiirgusmõõtmiste valdkonna eksperte, bioloogiline toime kiirgus, dosimeetria ja kiirgusohutus.

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

Kus L 0 - kaugus punktkiirguse allikast tipuni kooniline pind nurgaga 2 q 0 tipus, m;

P- kaitsekihtide arv.

Kus i = 1, ..., 26;

E i -1 ( n ) - neutronkiirguse energiarühma ülempiir, MeV;

E i ( 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 qi- vastavalt taotlusele veeruvektor, mille koostisosadimaatriksi veerusK.

Kus Z ( k ) - vastavalt taotlusele arvutatud otsingukriteerium;

T i ( k ) - ruutfunktsionaalne, arvutatud vastavalt rakendusele.

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

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

k¢ = k¢ + 1.

asendada X ( k ) H peal X ( k ) n+ 5 ja korrake algoritmi täitmist, alustades punktist uue loenduri väärtuse juuresk = k+ 1.

ja jätkake arvutustega vastavalt punktilek = k+ 1.

LISA 1

Konstandid, mis on vajalikud dooside arvutamiseks tehniliste meetodite abil

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

LISA 2

E i, MeV

µrem/s

1/cm 2 × s

Energiagrupi number i

E i, MeV

µrem/s

1/cm 2 × s

E i, MeV

TO g i,

µrem/s

1/cm 2 × s

S g i,

Energiagrupi number i

E i, MeV

TO g i,

µrem/s

1/cm 2 × s

S g i,

Kus k = 0 , ..., TO.

Grupi voolutihedusJk V mina-grupp igas punktisr kesitatakse ka kahe komponendi summana

Kus k = 0 , ..., TO.

Rühma ristlõige kiirguse ja materjali vastastikmõju jaoksj kiht;

Teine laienemise moment grupi hajumise ristlõikes materjali jaoksj kiht;

rk, ( j ) - sisepinna koordinaatj th kiht.

kus a k i,b k i, g k i- võrrandikordajad;

d k i- võrrandite parem pool.

Kus A 1 = 1 - D r 1 /3r 1 ; B 1 = 1 - D r 1 /3r 0 ;

Alfa- ja beetakiirguse vastase kaitse arvutamine

Ajakaitse meetod.

Kauguskaitse meetod;

Barjääri (materjali) kaitse meetod;

Gammakiirguse allikate väliskiirguse doos on võrdeline kokkupuuteajaga. Lisaks on nende allikate puhul, mida võib pidada punktitaoliseks suuruseks, doos pöördvõrdeline sellest kauguse ruuduga. Järelikult on nendest allikatest pärit personali kiirgusdoosi vähendamine võimalik saavutada mitte ainult barjääri (materjali) kaitsemeetodi kasutamisega, vaid ka tööaja piiramisega (ajakaitse) või kiirgusallika ja töötaja kauguse suurendamisega (kaugus). kaitse). 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 absorbeeriva aine tihedus.

Alfakiirguse eest kaitsmine tuumaelektrijaamades (näiteks "värske" kütuse vastuvõtmisel) ei ole aine lühikese teepikkuse tõttu keeruline. Alfa-aktiivsed nukliidid kujutavad endast peamist ohtu ainult keha sisemise kiiritamise ajal.

Beetaosakeste maksimaalse vaba tee saab määrata järgmiste ligikaudsete valemite abil, 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)

Praktikas on tuumaelektrijaamades erineva konfiguratsiooni ja suurusega gammakiirgusallikaid. Nendest saadavat doosikiirust saab mõõta sobivate instrumentidega või arvutada matemaatiliselt. Üldiselt määrab allikast lähtuva doosikiiruse kogu- või spetsiifiline aktiivsus, kiirgusspekter ja geomeetrilised tingimused – allika suurus ja kaugus selleni.

Lihtsaim gammakiirguse tüüp on punktallikas . See kujutab endast gammakiirgurit, mille puhul võib ilma arvutustäpsuse olulise vähenemiseta jätta tähelepanuta selle mõõtmed ja kiirguse iseneeldumine selles. Praktikas võib punktallikaks pidada kõiki seadmeid, mis on gammakiirgurid, mille vahemaa on rohkem kui 10 korda suurem.

Footonkiirguse vastase kaitse arvutamiseks on mugav kasutada universaalseid tabeleid kaitse paksuse arvutamiseks sõltuvalt kiirguse sumbumistegurist K ja gammakiirte energiast. Sellised tabelid on toodud kiirgusohutuse teatmeteostes ja need arvutatakse punktallikast lähtuva laia footonikiire aine 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 hajutatud kiirguse sisenemist detektorisse (joonis 6.1). Kitsast tala kasutatakse näiteks mõnes dosimeetriliste instrumentide kalibreerimiseks.

Riis. 6.1. Kitsa footonkiire skeem

1 - konteiner; 2 - kiirgusallikas; 3 - diafragma; 4 - kitsas footonite kiir

Riis. 6.2. Kitsa footonikiire sumbumine

Kilbis oleva kitsa footonkiirguse kiire nõrgenemine selle ainega interaktsiooni tagajärjel toimub vastavalt eksponentsiaalsele seadusele:

I = I 0 e - m x (6,1)

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

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

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

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

Kitsa ja laia tala mõõtmistulemuste erinevust iseloomustab akumulatsioonitegur B:

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

kus m, m shir on vastavalt kitsaste ja laiade footonikiirte lineaarne sumbumiskoefitsient. Väärtused m ja IN erinevate energiate ja materjalide kohta on antud kiirgusohutuse teatmeteos. Kui teatmeteosed näitavad laia footonikiire puhul m, siis akumulatsioonitegurit ei tohiks arvesse võtta.

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

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

P av = PD A /1700 tund = 20 mSv / 1700 tund = 12 μSv/tund;

kus P av – keskmise aastase efektiivdoosikiiruse (ekvivalentsed) lubatud tase;

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

1700 tundi – tööajafond A rühma töötajatele aastaks.

K = P meas / P keskmine;

kus Rmeas on mõõdetud efektiivne (ekvivalentne) doosikiirus ilma kaitseta.

Antud materjali kaitsekihi vajaliku paksuse x (cm) määramisel universaaltabelite abil peaksite teadma footoni energiat e (MeV) ja kiirguse sumbumistegurit K .

Universaalsete tabelite puudumisel saab kiirelt määrata kaitse ligikaudse paksuse, kasutades laia valgusvihu geomeetrias footoni poolsummutusväärtuse ligikaudseid väärtusi. Poolsummutuskiht Δ 1/2 on kaitsepaksus, mis nõrgendab kiirgusdoosi 2 korda. Teadaoleva sumbumisteguri K korral on võimalik määrata vajalik poolsummutuskihtide arv n ja sellest tulenevalt ka kaitse paksus. Definitsiooni järgi K = 2 n Lisaks valemile esitame ligikaudse tabeli seose sumbumisteguri ja poolsummutuskihtide arvu vahel:

Teadaoleva arvu poolsummutuskihtide n korral on kaitse paksus x = Δ 1/2 n.

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

Kaugusest kaitsmise meetod. Punktallikast lähtuva footonkiirguse doosikiirus tühimikus varieerub pöördvõrdeliselt kauguse ruuduga. Seega, kui doosikiirus Pi määratakse mingil teadaoleval kaugusel Ri , siis doosikiirus Px mis tahes muul kaugusel Rx arvutatakse järgmise valemiga:

P x = P 1 R 1 2 / R 2 x (6,4)

Ajakaitse meetod. Ajakaitsemeetodit (töötaja ioniseeriva kiirguse mõju all veedetud aja piiramine) kasutatakse enim kiirgusohtlike tööde tegemisel kontrollitud juurdepääsutsoonis (CAZ). Need tööd dokumenteeritakse dosimeetria töökäsuga, kus on märgitud tööde lubatud aeg.

7. peatükk IONISERIVA KIIRGUSE REGISTREERIMISVIISID

Maapinnal seisva ja pingestatud maandatud keha puudutava inimese puutepinge suuruse saab määrata käe (keha) ja jala (maa) potentsiaalide erinevusena, võttes arvesse koefitsiente:

 1 - võttes arvesse maanduselektroodi kuju ja kaugust sellest punktini, kus inimene seisab; 2 - võttes arvesse lisatakistust inimese vooluringis (riided, jalanõud) Upr = U3 1  2 ning inimest läbiv vool Ih = (I3*R3* 1 2)/Rh Inimese jaoks on kõige ohtlikum puudutada keha, mis on pinge all ja asub väljaspool levivälja (joon. . 3).

Riis. 3. Puudutage pinget maandatud mittevoolu kandvatele osadele, mis on pingestatud::

I – potentsiaalne jaotuskõver; II - puutepinge jaotuskõver

Astmepinge (sammupinge) on pinge vooluahela kahe, üksteisest sammu kaugusel asuva punkti vahel, millel inimene samaaegselt seisab (GOST 12.1.009).

Ush = U3  1 2, Ih = I3*(R3/Rr1 2,

 1 - maanduselektroodi kuju arvestav koefitsient;

 2-koefitsient, võttes arvesse lisatakistust inimese vooluringis (jalatsid, riided). Seega, kui inimene on maapinnal maanduselektroodi lähedal, millest voolab vool, võib osa voolust hargneda ja läbida inimese jalgu mööda alumist silmust (joonis 4).

Riis. 4. Lülitage astmepinge sisse

Suurim astmepinge on maanduselektroodi lähedal ja eriti siis, kui inimene seisab ühe jalaga maanduselektroodist kõrgemal ja teise jalaga sellest sammu kaugusel. Kui inimene on väljaspool puistevälja või ühel potentsiaaliühtlustusliin, siis on astmepinge null (joonis 5).

Seda tuleb meeles pidada maksimaalsed väärtused 1 ja  2 on vastavalt suuremad kui  1 ja  2, seega on astmepinge oluliselt väiksem kui puutepinge.

a - üldskeem; b – voolu levimine inimese jalgade tugipinnalt

Lisaks on jalg-jala voolutee vähem ohtlik kui käest-kätte tee. Siiski on palju juhtumeid, kus inimesi mõjutab kõndimispinge, mis on seletatav sellega, et käimispingega kokkupuutel tekivad jalgades krambid ja inimene kukub. Pärast inimese kukkumist suletakse vooluahel läbi teiste kehaosade, lisaks saab inimene sulgeda suure potentsiaaliga punkte.

Määrata vajalik betoonseinte paksus röntgentoruga paigaldusega labori ja kõrvalasuvate tootmisruumide vahel. Sisendandmed: Lähim töökoht laboriga külgnevas ruumis, mis asub röntgenitorust 3 m kaugusel. Röntgentoru tööaeg päevasel ajal on 6 tundi. Toru vool on 0,8 mA. Toru anoodi pinge on 150 kV.

1. Otsese röntgenkiirguse eest kaitsvate ekraanide paksuse arvutamine.

Röntgenkiirgusel on pidev energiaspekter, mille maksimaalne energia vastab röntgentoru U0 nimipingele. Röntgenkiirguse eest kaitsvate ekraanide arvutamisel tuleks arvesse võtta selle spektraalse koostise muutust, mis tuleneb spektri madala energiatarbega komponentide tugevamast neeldumisest koos kaitsekihi paksuse suurenemisega. Betooni kaitseekraani paksuse määramiseks anoodipingel 150 kV peaksite kasutama tabelit. 1 (taotlus). Kaitseekraani paksus määratakse sel juhul sõltuvalt koefitsiendist K2

, kus t on röntgentoru tööaeg nädalas (t = 36 tundi), I on toru voolutugevus, mA; R-kaugus toru ja töökoha vahel, m; D0 on suurim lubatud nädalane kiirgusdoos 1 mSv.

Siis , siis lisa tabeli 1 järgi leiame betooni kaitseekraani paksuse d0=200mm.

Kaitseekraani paksuse määramisel on soovitatav suurendada ka selle arvestuslikku paksust ühe poolsummutuskihi võrra Tabeli 2 (lisa) abil määrame poolsummutuskihi paksuse väärtuse d1/2 = 23 mm. Selle tulemusena leidsime, et otsese röntgenkiirguse eest kaitsvate ekraanide paksus on võrdne: d=d0+d1/2=200+23=223mm.

Röntgenkiirguse hajutatud kiirguse eest kaitsvate ekraanide paksuse arvutamine.

Betooni kaitseekraani paksuse määramiseks kasutame tabeli 3 (lisa) andmeid, kus K2 koefitsient on sama, mis otsesel röntgenikiirgusel. Sel juhul on R kaugus kiirguse hajumise kohast lähima töökohani kõrvalruumis, m Tabeli 3 abil saame d = 100 mm.

Arvutage PETV juhiga mähitud nulljärjestusega voolutrafo sekundaarmähise paksus ja tehke järeldus primaarmähiste paigutamise võimaluse kohta, kui Dн=0,5D2, südamiku suurus K20x10x5, vasktraadi läbimõõt 0,27mm, n2=1500, .

Südamiku standardsuuruse alusel (КD1xD2xh, kus D1 ja D2 on südamiku välis- ja siseläbimõõt, cm; h on südamiku kõrgus) määrame D2 = 10 cm.

Leiame haavakihi keskmise pikkuse:

Leiame sekundaarmähise kihi keskmise keerdude arvu

Kus Ku on traadi paigaldamise koefitsient, mis on võrdne Ku = 0,8; diz on isolatsiooniga mähisjuhtme läbimõõt, mis määratakse vastavalt 2. lisale diz = 0,31 mm

Siis

Määrake sekundaarmähise kihtide arv

, aktsepteerime nsl=3

Sekundaarmähise paksuse määratud väärtus, võttes arvesse isolatsiooni ja paisumiskoefitsienti Kp = 1,25, määratakse järgmise valemiga:

Kontrollime: , tingimus on täidetud.

Primaarmähiste juhtmete konstruktsioon ja paigutus peaksid tagama trafo väljundis tasakaalustamatuse signaali madala amplituudi. Piisav tõhus viis Tasakaalustamatust vähendab primaarjuhtide orientatsioon ja poolitamine toroidaknas. Esimene meetod (orienteerimine) seisneb selles, et üksteisega jäigalt kinnitatud primaarjuhtide süsteemi pööratakse ümber toroidtelje, kuni saavutatakse minimaalne tasakaalustamatus. Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et kahe primaarmähise korral võivad tasakaalustamatuse väärtused olenevalt süsteemi pöördenurgast erineda 4 korda. Selle meetodi peamiseks puuduseks on trafo seadistamise keerukus.

Kogu maailmas kasutatakse välise gammakiirgusega kokkupuute vähendamiseks kolme peamist meetodit:

Aeg;
Kaugus;
Varjestus (kaitse paigaldamine).

Aeg

DOOS = DOOSI KIIRUS * AEG

Üks kiirgusdoosi mõjutavaid tegureid on aeg.

Sõltuvus on lihtne: lühem AI-ga kokkupuuteaeg kehal tähendab väiksemat annust.

Ligikaudne arvutus võib aidata määrata doosi, mida töötaja teatud aja jooksul saab, või seda, kui kaua saab töötaja tööle jääda ilma doosikiirust vähendamata.

Näiteks:

Töötaja hakkab tegema tööd, mis nõuab ligikaudu poolteist tundi. Doosikiirus töökohas 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: Oodatav doos on 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), peab töötaja AI-ga kokkupuutepiirkonnast lahkuma kohta, kus kiirgustase on võimalikult madal.

Kaugus

Kiirgusdoosi arvutamise valemi alusel:

DOOS = DOOSI KIIRUS * AEG

Madal doosikiirus tähendab väikest kiirgusdoosi. Kõigi IS-i allikate omaduseks on doosikiiruse vähenemine vahemaa kasvades.

Kiirgusallikal võib olla erinev konfiguratsioon: punkt-, maht-, pind- või lineaarne allikas.

Punktallika kiirgus väheneb võrdeliselt 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 ja on ka suuri mahulisi allikaid, nagu radioaktiivsed mahutid ja soojusvahetid.

Lineaarsete allikate ja suured allikad, doosikiirus väheneb proportsionaalselt kaugusega.

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

Kuna kaugus AI allikast suureneb, väheneb ka doosikiirus.

Lihtne ja tõhus meede tehisintellekti eest kaitsmiseks on hoida ioniseeriva kiirguse allikast võimalikult kaugel.

Kaitse (varjestus)

Kiirgusdoosi arvutamise valemi alusel:

DOOS = DOOSI KIIRUS * AEG

Nagu eespool öeldud, määrab töötajale saadava kiirgusdoosi sagedus, millega töötaja kokku puutub. 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. Selle peatab õhuke nahakiht, veel vähem paberileht. Paberileht ei peata beeta- ja gammakiirgust.

Pleksiklaas(vt joonis 7.8) peatab beetakiirguse täielikult. Gammakiirgus nõrgeneb mõnevõrra, kuid üldiselt tungib see vabalt läbi pleksiklaasi.

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

Gammakiirgus on kõige levinum kiirguse liik tuumaelektrijaam, ei saa täielikult varjestada, seda saab ainult vähendada. Parimad materjalid varjestus on betoon ja vesi.

Kaitsekilbi optimaalne paksus sõltub kiirgusenergiast 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 RB teeninduse loal ja juhendamisel!