Kuinka laskea suoja beetasäteilyä vastaan. Käytännöllinen suoja ionisoivaa säteilyä vastaan

Alfa- ja beetasäteilyn suojauksen laskeminen

aikasuojausmenetelmä.

etäisyyssuojausmenetelmä;

Esteen (materiaalin) suojausmenetelmä;

Gammasäteilyn lähteistä tuleva ulkoinen altistusannos on verrannollinen altistusaikaan. Kuitenkin niille lähteille, joita voidaan pitää pistelähteinä kooltaan, annos on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön siitä. Tästä syystä henkilöstön altistusannoksen pienentäminen näistä lähteistä voidaan saavuttaa paitsi käyttämällä esteen (materiaalin) suojaamista, myös rajoittamalla käyttöaikaa (aikasuojaus) tai lisäämällä etäisyyttä säteilylähteestä säteilylähteeseen. työntekijä (etäisyyssuoja). Näitä kolmea menetelmää käytetään ydinvoimalaitosten säteilysuojelun järjestämisessä.

Alfa- ja beetasäteilysuojan laskemiseksi riittää yleensä määrittämään enimmäisreitin pituus, joka riippuu niiden alkuenergiasta sekä atomiluvusta, atomimassa ja imukykyinen tiheys.

Alfasäteilyltä suojaaminen ydinvoimalaitoksissa (esimerkiksi "tuoretta" polttoainetta otettaessa) ei ole vaikeaa aineen lyhyiden reittipituuksien vuoksi. Alfa-aktiivisten nuklidien suurin vaara on vain kehon sisäinen säteilytys.

Beetahiukkasten enimmäisreitin pituus voidaan määrittää seuraavilla likimääräisillä kaavoilla, katso:

ilmalle - R β =450 E β , jossa E β on beetahiukkasten rajaenergia, MeV;

kevyille materiaaleille (alumiini) - R β = 0,1E β (E β:ssa< 0,5 МэВ)

R β = 0,2E β (kun E β > 0,5 MeV)

Ydinvoimalaitostyöskentelyssä on erikokoisia ja -kokoisia gammasäteilyn lähteitä. Niistä tuleva annosnopeus voidaan mitata sopivilla välineillä tai laskea matemaattisesti. Yleensä lähteestä tuleva annosnopeus määräytyy kokonais- tai spesifisen aktiivisuuden, säteilevän spektrin ja geometristen olosuhteiden - lähteen koon ja etäisyyden mukaan.

Yksinkertaisin gammasäteilijä on pistelähde. . Se on sellainen gammasäteilijä, jonka kokoa ja säteilyn itseabsorptiota voidaan jättää huomioimatta ilman merkittävää laskentatarkkuuden menetystä. Käytännössä pistelähteenä voidaan pitää kaikkia laitteita, jotka lähettävät gammasäteilyä yli 10 kertaa sen kokoisia etäisyyksiä suuremmiksi.

Suojauksen laskemiseen fotonisäteilyä vastaan ​​on kätevää käyttää yleistaulukoita suojan paksuuden laskemiseen riippuen säteilyn vaimennussuhteesta K ja gammasäteiden energiasta. Tällaisia ​​taulukoita on säteilyturvallisuutta käsittelevissä hakukirjoissa ja ne on laskettu aineen pistelähteestä tulevan laajan fotoninsäteen vaimennuskaavan perusteella ottaen huomioon akkumulaatiokerroin.

Suojausmenetelmä (kapea ja leveä sädegeometria). Dosimetriassa on käsitteitä "leveästä" ja "kapeasta" (kollimoidusta) fotonisäteilystä. Kollimaattori, kuten kalvo, rajoittaa ilmaisimeen tulevan sironneen säteilyn määrää (kuva 6.1). Kapeaa sädettä käytetään esimerkiksi joissakin asennuksissa dosimetristen laitteiden kalibrointiin.

Riisi. 6.1. Kaavio kapeasta fotonisäteestä

1 - kontti; 2 - säteilylähde; 3 - kalvo; neljä - kapea fotoninsäde

Riisi. 6.2. Kapean fotoninsäteen vaimennus

Fotonisäteilyn kapean säteen heikkeneminen suojassa sen vuorovaikutuksen seurauksena aineen kanssa tapahtuu eksponentiaalisen lain mukaan:

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

missä I® on alkuperäisen kapean fotonisäteen mielivaltainen ominaisuus (vuon tiheys, annos, annosnopeus jne.); I - kapean palkin mielivaltainen ominaisuus sen jälkeen, kun se on kulkenut paksuuden x suojan läpi , cm;

m - lineaarinen vaimennuskerroin, joka määrittää suojamateriaalissa vuorovaikutuksen kokeneiden monoenergeettisten (samaenergiaisten) fotonien osuuden yksikköreittiä kohden, cm -1.

Lauseke (7.1) pätee myös käytettäessä massavaimennuskerrointa m m lineaarisen sijaan. Tässä tapauksessa suojan paksuus on ilmaistava grammoina neliösenttimetriä kohden (g / cm 2), jolloin tuote m m x pysyy mittaamattomana.

Useimmissa tapauksissa fotonisäteilyn vaimennusta laskettaessa käytetään laajaa sädettä eli fotonien sädettä, jossa esiintyy sirontasäteilyä, jota ei voida jättää huomiotta.

Kapean ja leveän säteen mittaustulosten erolle on ominaista kertymäkerroin B:

B \u003d Iwide / Inarrow, (6.2)

joka riippuu lähteen geometriasta, primäärifotonisäteilyn energiasta, materiaalista, jonka kanssa fotonisäteily on vuorovaikutuksessa, ja sen paksuudesta, ilmaistuna dimensiottomina yksiköinä mx .

Laajan fotonisäteilyn vaimennuslaki ilmaistaan ​​kaavalla:

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

missä m, m br ovat lineaarinen vaimennuskerroin kapeille ja leveille fotonisäteille, vastaavasti. m ja AT eri energioista ja materiaaleista on annettu säteilyturvallisuuskäsikirjoissa. Jos hakuteokset osoittavat m laajalle fotonikeilassa, kumulaatiokerrointa ei tule ottaa huomioon.

Seuraavia materiaaleja käytetään useimmiten suojaamaan fotonisäteilyltä: lyijy, teräs, betoni, lyijylasi, vesi jne.

Suojausmenetelmä (suojauksen laskenta puolivaimennuksen kerroksilla). Säteilyvaimennussuhde K on mitatun tai lasketun efektiivisen (ekvivalentin) annosnopeuden P meas ilman suojaa suhde keskimääräisen vuosittaisen efektiivisen (ekvivalentin) annosnopeuden P cf sallittuun tasoon samassa kohdassa paksuisen suojaverkon takana. x:

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

missä P cf on keskimääräisen vuotuisen efektiivisen (ekvivalentin) annosnopeuden sallittu taso;

PD A - efektiivinen (ekvivalentti) annosraja ryhmän A henkilöstölle.

1700 tuntia - A-ryhmän henkilöstön vuoden työaikarahasto.

K \u003d P mitat / P cf;

jossa P meas on mitattu efektiivinen (ekvivalentti) annosnopeus ilman suojaa.

Määritettäessä yleistaulukoista tietyn materiaalin äärimmäisen tärkeää suojakerroksen paksuutta x (cm), tulee tietää fotonienergia e (MeV) ja säteilyn vaimennuskerroin K. .

Yleisten taulukoiden puuttuessa suojauksen likimääräisen paksuuden toiminnallinen määritys voidaan tehdä käyttämällä likimääräisiä fotonivaimennuksen puolivälipisteen arvoja laajasädegeometriassa. Puolivaimennuksen kerros Δ 1/2 on sellainen suojapaksuus, joka vaimentaa säteilyannosta 2 kertaa. Tunnetulla vaimennuskertoimella K on mahdollista määrittää tarvittava puolivaimennuskerrosten lukumäärä n ja siten suojauksen paksuus. Määritelmän mukaan K = 2 n Kaavan lisäksi esitetään likimääräinen taulukkomuotoinen suhde vaimennuskerroin ja puolivaimennuskerrosten lukumäärä:

Puolivaimennuksen n kerrosten tunnetulla määrällä suojauksen paksuus x = Δ 1/2 n.

Esimerkiksi lyijyn puolivaimennuskerros Δ 1/2 on 1,3 cm, lyijylasilla - 2,1 cm.

etäisyyssuojausmenetelmä. Pistelähteestä tulevan fotonisäteilyn annosnopeus tyhjiössä vaihtelee käänteisesti etäisyyden neliön kanssa. Tästä syystä jos annosnopeus Pi määritetään jollain tunnetulla etäisyydellä Ri , silloin annosnopeus Rx millä tahansa muulla etäisyydellä Rx lasketaan kaavalla:

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

aikasuojausmenetelmä. Aikasuojausmenetelmää (työntekijän ionisoivalle säteilylle altistumisen ajan rajoittaminen) käytetään laajimmin säteilyvaarallisten töiden tuotannossa valvotulla pääsyvyöhykkeellä (CCA). Nämä työt dokumentoidaan annosmittausmääräyksellä, joka ilmaisee töiden sallitun ajan.

Luku 7 IONISoivan säteilyn REKISTERÖINTIMENETELMÄT

Numeroon teknisiä keinoja suoja sisältää erilaisten heijastavista ja absorboivista materiaaleista valmistettujen näyttöjen laitteen säteilyä. Näyttöjä on järjestetty sekä kiinteisiin että liikkuviin (kuva 58).

Suojasuojuksia laskettaessa määritetään niiden materiaali ja paksuus, jotka riippuvat säteilyn tyypistä, hiukkasten ja kvanttien energiasta sekä sen vaimennuksen vaadittavasta moninkertaisuudesta. Suojamateriaalien ominaisuudet ja kokemus säteilylähteiden kanssa työskentelystä mahdollistavat ääriviivat yhden tai toisen suojamateriaalin käytön suosituimmuusalueet.

Metallia käytetään useimmiten mobiililaitteiden rakentamiseen ja rakennusmateriaaleja (betoni, tiili jne.) - kiinteiden suojalaitteiden rakentamiseen.

Katselujärjestelmissä käytetään useimmiten läpinäkyviä materiaaleja ja siksi niillä tulee olla paitsi hyvät suoja-, myös korkeat optiset ominaisuudet. Seuraavat materiaalit täyttävät nämä vaatimukset hyvin: lyijylasi, kalkkilasi, nestetäytteinen lasi (sinkkibromidi, sinkkikloridi);

Lyijykumia käytetään suojamateriaalina gammasäteitä vastaan.

Riisi. 58. Mobiilinäyttö

Suojaseulojen laskenta perustuu vuorovaikutuksen lakeihin monenlaisia säteily aineen kanssa. Alfasäteilyltä suojaaminen ei ole vaikea tehtävä, koska normaalienergiset alfahiukkaset absorboivat 60 mikronin elävää kudosta, kun taas epidermiksen (kuolleen ihon) paksuus on 70 mikronia. Muutaman senttimetrin ilmakerros tai paperiarkki on riittävä suoja alfahiukkasia vastaan.

Kun beetasäteily kulkee aineen läpi, tapahtuu sekundaarista säteilyä, joten suojaavina materiaaleina tulisi käyttää kevyitä materiaaleja (alumiini, pleksi, polystyreeni), koska bremsstrahlung-energia kasvaa materiaalin atomiluvun kasvaessa.

Suojaa beetahiukkasia (elektroneja) vastaan korkea energia lyijysuojia käytetään, mutta suojien sisävuoraus on tehtävä materiaalista, jonka atomiluku on pieni, jotta elektronien alkuenergiaa ja siten lyijyssä syntyvän säteilyn energiaa pienennetään.

Alumiinisuojan paksuus (g/cm2) määritetään lausekkeesta

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

jossa Emax on tietyn radioaktiivisen isotoopin beetaspektrin suurin energia, MeV.

Suojalaitteita laskettaessa on ensinnäkin otettava huomioon säteilyn spektrikoostumus, sen intensiteetti sekä etäisyys lähteestä, jossa huoltohenkilöstö sijaitsee, ja säteilyalueella vietetyt aika valotus.

Tällä hetkellä tunnetaan saatavilla olevien laskennallisten ja kokeellisten tietojen perusteella vaimennussuhdetaulukot sekä erilaisia ​​nomogrammeja, joiden avulla voidaan määrittää suojauksen paksuus eri energioiden gammasäteilyä vastaan. Esimerkkinä kuvassa Kuvassa 59 on nomogrammi lyijysuojuksen paksuuden laskemiseksi pistelähteestä laajalle Co60-gammasäteilysäteelle, mikä varmistaa säteilyannoksen pienentämisen suurimmalle sallitulle tasolle. Abskissa-akselille piirretään suojan paksuus d, ordinaatta-akselilla kerroin K1 on yhtä kuin

(24)

missä M on lääkkeen gamma-ekvivalentti, mg*ekv. Ra;

t on toiminta-aika säteilyaltistuksen alueella, h; R on etäisyys lähteestä, cm. Esimerkiksi on tarpeen laskea suojaus Co60 lähteestä, kun M = 5000 mEq Ra, jos hoitajat ovat 200 cm:n etäisyydellä työpäivän aikana, eli t = 6 tuntia.

Korvaamalla M:n, R:n ja t:n arvot lausekkeeseen (24), määritämme

Nomogrammin (katso kuva 59) mukaan havaitaan, että kun K1 = 2,5-10-1, lyijysuojan paksuus on d = 7 cm.

Toinen nomogrammityyppi on esitetty kuvassa. 60. Tässä y-akselille piirretään vaimennuksen K monikerta, joka on yhtä suuri kuin

K = D0/D

Käyttämällä lauseketta (23) saamme

missä D0 on säteilylähteen tietyssä pisteessä synnyttämä annos suojauksen puuttuessa; D on annos, joka muodostuu tietyssä kohdassa suojalaitteen jälkeen.

Riisi. Kuva 59. Nomogrammi lyijysuojan paksuuden laskemiseksi pistelähteestä laajalle Co60-gammasäteilysäteelle

Oletetaan, että on tarpeen laskea sen huoneen seinien paksuus, jossa gammaterapeuttinen yksikkö on ladattu Cs137-valmisteella 400 g-eq Ra (M = = 400 000 meq Ra). Lähin etäisyys, jolla hoitajat sijaitsevat naapurihuoneessa R = 600 cm. Saniteettistandardien mukaan naapurihuoneissa, joissa on ihmisiä, jotka eivät ole radioaktiiviset aineet, säteilyannos ei saa ylittää 0,03 rem / viikko tai gammasäteilylle noin 0,005 rad per työpäivä, eli D = 0,005 rad t = 6 tunnin vaimennuksella, käytämme kaavaa (23). Arvioimaan moninaisuutta

Kuvan mukaan 60 määritetään, että kun K = 1,1. 104, betonisuojan paksuus on noin 70 cm.

Suojamateriaalia valittaessa on otettava huomioon sen rakenteelliset ominaisuudet sekä suojan kokoa ja painoa koskevat vaatimukset. Suojakuorille erilaisia ​​tyyppejä(gammaterapeuttinen, gammavikojen havaitseminen), kun massalla on merkittävä rooli, edullisimmat suojamateriaalit ovat materiaalit, jotka vaimentavat gammasäteilyä parhaiten. Mitä suurempi aineen tiheys ja sarjanumero on, sitä suurempi on gammasäteilyn vaimennusaste.

Siksi yllä oleviin tarkoituksiin käytetään useimmiten lyijyä ja joskus jopa uraania. Tässä tapauksessa suojan paksuus on pienempi kuin käytettäessä muuta materiaalia, ja näin ollen suojakotelon paino on pienempi.

Riisi. 60. Nomogrammi gammasäteilyn suojan paksuuden laskemiseen vaimennuskertoimella

Kun luodaan kiinteää suojausta (eli tilojen suojaamista, joissa työskennellään gammalähteillä), varmistamalla ihmisten oleskelu naapurihuoneissa, on taloudellisinta ja kätevintä käyttää betonia. Jos kyseessä on pehmeä säteily, jossa valosähköisellä vaikutuksella on merkittävä rooli, betoniin lisätään aineita, joilla on suuri sarjanumero, erityisesti bariittia, mikä mahdollistaa suojan paksuuden pienentämisen.

Vettä käytetään usein suojamateriaalina varastoinnissa, eli lääkkeet lasketaan vesialtaaseen, jonka paksuus mahdollistaa tarvittavan säteilyannoksen alenemisen turvallisille tasoille. Vesisuojalla on kätevämpää ladata ja ladata yksikköä sekä suorittaa korjaustöitä.

Joissakin tapauksissa gammasäteilylähteiden kanssa työskentelyolosuhteet voivat olla sellaiset, että paikallaan pysyvän suojan luominen on mahdotonta (ladatessa asennuksia, poistettaessa radioaktiivista valmistetta säiliöstä, kalibroitaessa instrumenttia jne.). Tässä tarkoitamme sitä, että lähteiden aktiivisuus on alhainen. Käyttöhenkilöstön suojaamiseksi altistumiselta on käytettävä, kuten sanotaan, "aikasuojausta" tai "etäisyyssuojausta". Tämä tarkoittaa, että kaikki manipulaatiot avoimilla gammasäteilylähteillä tulee tehdä pitkiä kahvoja tai pidikkeitä käyttäen. Lisäksi tämä tai tämä toimenpide on suoritettava vain sen ajan, jonka aikana työntekijän saama annos ei ylitä terveyssääntöjen mukaista normia. Tällainen työ on suoritettava annosmittarin valvonnassa. Samanaikaisesti asiattomat henkilöt eivät saa olla huoneessa, ja alue, jossa annos ylittää käytön aikana suurimman sallitun annoksen, on suojattava.

Suojausta on seurattava määräajoin dosimetristen laitteiden avulla, koska ajan myötä se voi osittain menettää suojaavat ominaisuutensa johtuen erilaisista huomaamattomista sen eheysrikkomuksista, esimerkiksi halkeamista betoni- ja bariittibetoniaidoissa, kolhuja ja murtumia. lyijylevyistä jne.

Suojaus neutroneja vastaan ​​lasketaan vastaavien kaavojen tai nomogrammien mukaan. Tässä tapauksessa suojamateriaaleina tulisi ottaa aineita, joilla on pieni atomiluku, koska jokaisessa törmäyksessä ytimeen neutroni menettää suurin osa Mitä lähempänä ytimen massa on neutronin massaa. Suojaukseen neutroneja vastaan ​​käytetään yleensä vettä ja polyeteeniä. Puhtaita neutronivirtoja ei käytännössä ole. Kaikissa lähteissä on neutronien lisäksi voimakkaita gammasäteilyvirtoja, joita muodostuu fission aikana sekä fissiotuotteiden hajoamisen aikana. Siksi neutroneja vastaan ​​​​suojausta suunniteltaessa on aina tarpeen huolehtia samanaikaisesti suojauksesta gammasäteilyä vastaan.

Hyödyllistä tietoa:

missä L 0 - etäisyys pisteestä säteilylähteestä kartiomaisen pinnan yläosaan, jonka kulma on 2 q 0 ylhäällä, m;

P- suojakerrosten lukumäärä.

missä i = 1, ..., 26;

E i -1 ( n ) - energiaryhmän yläraja neutronisäteilylle, MeV;

E i ( n ) - neutronisäteilyn energiaryhmän alaraja, MeV;

E 0 = 10,5 MeV.

Ej-1 (g) - gammasäteilyn energiaryhmän yläraja, MeV;

Ej(g) - gammasäteilyn energiaryhmän alaraja, MeV;

missä D n - neutronisäteilyn annosnopeus;

D g - gammasäteilyn annosnopeus.

missä qi- hakemuksen mukaisesti sarakevektori, jonka osaelementiti-matriisin sarakeK.

missä Z ( k ) - hakemuksen mukaisesti laskettu hakukriteeri;

T i ( k ) - sovelluksen mukaan laskettu neliöfunktio.

Jos kaikille i = 1, 2, ..., n+ 1 G i ( k ¢ ) suurempi kuin nolla, niin funktion optimointi T on valmis ja siirry kohtikohtaisiin laskelmiin täysin suoritettujen optimointivaiheiden laskurin arvollak. Jos vähintään yksi arvoG i ( k ¢ ) on pienempi kuin nolla, jatka sitten p:n mukaisiin laskelmiin.

korvata X ( k ¢ ) H päällä X ( k ¢ ) n+ 5 ja toista algoritmi alkaen p.:sta laskurin uudella arvollak¢ = k¢ + 1.

k¢ = k¢ + 1.

korvata X ( k ) H päällä X ( k ) n+ 5 ja toista algoritmin suoritus alkaen n:stä laskurin uudella arvollak = k+ 1.

ja siirry laskelmiin n. fork = k+ 1.

LIITE 1

Teknisten annosten laskemiseen tarvittavat vakiot

* Merkintä. Indeksi i kertoimella m tarkoittaa sen kerroksen materiaalia, johon sekundaarista gammasäteilyä muodostuu, indeksi j ilmaisee kerrosmateriaalin, jolle laskenta suoritetaan.

LIITE 2

E i, MeV

microrem/s

1/cm 2 × s

Energiaryhmän numero i

E i, MeV

microrem/s

1/cm 2 × s

E i, MeV

Vastaanottaja g i,

microrem/s

1/cm 2 × s

S g i,

Energiaryhmän numero i

E i, MeV

Vastaanottaja g i,

microrem/s

1/cm 2 × s

S g i,

missä k = 0 , ..., Vastaanottaja.

Ryhmän virrantiheysJk sisään minä-ryhmä jokaisessa kohdassarkesitetään myös kahden komponentin summana

missä k = 0 , ..., Vastaanottaja.

Ryhmäpoikkileikkaus säteilyn ja materiaalin vuorovaikutuksestaj-th kerros;

Toinen laajenemismomentti ryhmän sisällä sironnan poikkileikkauksen materiaalillej-th kerros;

r k , ( j ) - sisäpinnan koordinaatitj kerros.

missä k i,b k i,g k i- yhtälön kertoimet;

d k i- yhtälöiden oikea puoli.

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

liittovaltion virasto koulutus

Valtion oppilaitos

korkeampi ammatillinen koulutus

"Ivanovo State Power Engineering University

nimetty V.I. Leninin mukaan

Ydinvoimalaitosten laitos

SÄTEILYTURVALLISUUS
JA ULKOISEN GAMMASÄTEILYN DOSIMETRIA

Laboratoriotöiden toteuttamisohjeet nro 1

Ivanovo 2009

Kokoonpano: A.Yu. TOKOV, V.A. KRYLOV, A.N. PELOT

Toimittaja V.K. SEMENOV

Ohjeet on tarkoitettu "Ydinvoimalaitokset ja laitokset" -erikoisalalla opiskeleville opiskelijoille, jotka suorittavat ionisoivan säteilyn fysiikan laboratoriotyöpajan. Luvussa 1 esitetty teoreettinen materiaali täydentää ja osittain monistaa luennoilla luettua materiaalia.

Hyväksytty sykli menetelmäkomitea IFF

Arvostelija:

V. I. Leninin mukaan nimetty Ivanovon osavaltion sähkötekniikan yliopiston ydinvoimalaitosten laitos

SÄTEILYTURVALLISUUS JA DOSIMETRIA

ULKOINEN GAMMASÄTEILY

Laboratoriotyön ohjeet nro 1

kurssilla "Suojaus säteilyltä"

Kokoonpano: Tokov Aleksander Jurievich,

Krylov Vjatšeslav Andrejevitš,

Strakhov Anatoli Nikolajevitš

Toimittaja N.S. Rabotaeva

Allekirjoitettu julkaistavaksi 7.12.09. Muoto 60x84 1/16.

Painatus on tasainen. Tulos uuni l. 1.62. Levikki 100 kappaletta. Tilausnumero.

GOUVPO "V. I. Leninin mukaan nimetty Ivanovo State Power Engineering University"

153003, Ivanovo, st. Rabfakovskaja, 34.

Painettu UIUNL ISUE -julkaisussa

1. SÄTEILYTURVALLISUUDEN PERUSTEET

1.1. Ionisoivan säteilyn biologinen vaikutus

Ionisoiva säteily, joka vaikuttaa elävään organismiin, aiheuttaa siihen palautuvien ja peruuttamattomien muutosten ketjun, jonka "laukaisija" on ionisaatio ja viritys aineen atomeja ja molekyylejä. Ionisaatio (eli neutraalin atomin muuttuminen positiiviseksi ioniksi) tapahtuu, jos ionisoiva hiukkanen (α, β - hiukkanen, röntgen tai γ - fotoni) siirtää energiaa atomin elektronikuoreen, joka riittää irrottamaan kiertoradan elektroni (eli ylittää sitoutumisenergian). Jos siirretty osa energiasta on pienempi kuin sitoutumisenergia, tapahtuu vain atomin elektronikuoren viritys.

AT yksinkertaiset aineet ax, jonka molekyylit koostuvat yhden alkuaineen atomeista, ionisaatioprosessiin liittyy rekombinaatioprosessi. Ionisoitunut atomi kiinnittyy itseensä yhden väliaineessa aina läsnä olevista vapaista elektroneista ja muuttuu jälleen neutraaliksi. Herätetty atomi palaa normaalitilaansa elektronin siirtyessä ylemmältä energiatasolta alemmalle ja emittoituu ominaissäteilyn fotoni. Siten yksinkertaisten aineiden atomien ionisaatio ja viritys eivät johda mihinkään muutoksiin säteilytetyn väliaineen fysikaalis-kemiallisessa rakenteessa.

Tilanne on erilainen, kun säteilytetään monimutkaisia ​​molekyylejä, jotka koostuvat suuresta määrästä erilaisia ​​atomeja. (proteiinimolekyylit ja muut kudosrakenteet). Säteilyn suora vaikutus makromolekyyleihin johtaa niiden dissosioitumiseen, ts. kemiallisten sidosten katkaisemiseksi atomien ionisaation ja virittymisen vuoksi. Säteilyn epäsuora vaikutus monimutkaisiin molekyyleihin ilmenee veden radiolyysituotteiden kautta, jotka muodostavat suurimman osan kehon massasta (jopa 75 %). Energian imeytymisen vuoksi vesimolekyyli menettää elektronin, joka siirtää nopeasti energiansa ympäröiviin vesimolekyyleihin:

H 2 O \u003d > H 2O + + e – .

Tämän seurauksena muodostuu ioneja, vapaita radikaaleja, radikaali-ioneja parittoman elektronin kanssa (H, OH, hydroperoksidi HО 2 ), vetyperoksidia H 2 O 2, atomihappia:

H 2O + + H 2O = > H30 + + OH – + H ;

H + O 2 = > MUTTA 2 ; MUTTA 2 + NO 2 => H202 + 2O.

Parittomia elektroneja sisältävät vapaat radikaalit ovat erittäin reaktiivisia. Vapaan radikaalin elinikä ei ylitä 10-5 sekuntia. Tänä aikana veden radiolyysin tuotteet joko yhdistyvät uudelleen keskenään tai joutuvat katalyyttisiin ketjureaktioihin proteiinimolekyylien, entsyymien, DNA:n ja muiden solurakenteiden kanssa. Vapaiden radikaalien aiheuttama kemialliset reaktiot kehittyvät suurella saannolla ja osallistuvat tähän prosessiin satoja ja tuhansia molekyylejä, joihin säteily ei vaikuta.

Ionisoivan säteilyn vaikutus biologisiin esineisiin voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen, jotka tapahtuvat eri tasoilla:

1) atomitasolla - atomien ionisaatio ja viritys, joka tapahtuu luokkaa 10-16-10-14 s ajan kuluessa;

2) molekyylitasolla – säteilyn suoran ja radiolyyttisen vaikutuksen aiheuttamat fysikaaliset ja kemialliset muutokset makromolekyyleissä, jotka johtavat solunsisäisten rakenteiden häiriintymiseen, luokkaa 10 -10 - 10 -6 s;

3) biologisella tasolla - kudosten ja elinten toimintahäiriöt, jotka kehittyvät useista sekunneista useisiin päiviin tai viikkoihin (akuuteilla vaurioilla) tai vuosien tai vuosikymmenten kuluessa (altistuksen pitkäaikaisvaikutukset).

Elävän organismin pääsolu on solu, jonka tumassa ihmisellä on 23 paria kromosomeja (DNA-molekyylejä), jotka kuljettavat koodattua geneettistä tietoa, joka varmistaa solujen lisääntymisen ja solunsisäisen proteiinisynteesin. Erilliset DNA-osat (geenit), jotka vastaavat minkä tahansa organismin peruspiirteen muodostumisesta, sijaitsevat kromosomissa tiukasti määritellyssä järjestyksessä. Itse solua ja sen suhdetta solunulkoiseen ympäristöön ylläpitää monimutkainen puoliläpäisevien kalvojen järjestelmä. Nämä kalvot säätelevät veden virtausta, ravinteita ja elektrolyyttejä kennoon ja sieltä ulos. Kaikki vauriot voivat uhata solun elinkelpoisuutta tai sen lisääntymiskykyä.

Erilaisista häiriömuodoista DNA-vaurio on tärkein. Solulla on kuitenkin monimutkainen korjausprosessijärjestelmä, erityisesti DNA:ssa. Jos palautuminen ei ole täydellistä, elinkelpoinen mutta muuttunut solu (mutantti) saattaa ilmestyä. Muuttuneiden solujen ulkonäköön ja lisääntymiseen voivat säteilytyksen lisäksi vaikuttaa muut tekijät, jotka ilmenevät sekä ennen säteilylle altistumista että sen jälkeen.

Korkeammissa organismeissa solut ovat järjestäytyneet kudoksiksi ja elimille, jotka suorittavat erilaisia ​​toimintoja, esimerkiksi: energian tuotanto ja varastointi, lihasten toiminta liikkumista varten, ruoan sulattaminen ja jätteiden erittäminen, hapen saanti, etsintä mutanttisolujen jne. tuhoamiseksi. Tämän tyyppisten kehon toimintojen koordinointi tapahtuu hermosto-, hormoni-, hematopoieett-, immuuni- ja muissa järjestelmissä, jotka puolestaan ​​koostuvat myös tietyistä soluista, elimistä ja kudoksista.

satunnainen jakautuminen Säteilyn synnyttämät energian absorptiotapahtumat voivat vahingoittaa DNA:n kaksoiskierteen tärkeitä osia ja muita solun makromolekyylejä eri tavoin. Jos huomattava määrä soluja elimessä tai kudoksessa on kuollut tai ne eivät pysty lisääntymään tai toimimaan normaalisti, elimen toiminta voi menettää. Säteilytetyssä elimessä tai kudoksessa aineenvaihduntaprosessit häiriintyvät, entsyymijärjestelmien toiminta vaimenee, kudosten kasvu hidastuu ja pysähtyy, ilmaantuu uusia kemiallisia yhdisteitä, jotka eivät ole tyypillisiä keholle - myrkkyjä. Lopulliset ei-toivotut säteilyvaikutukset on jaettu somaattinen ja geneettinen.

Somaattiset vaikutukset ilmenevät suoraan altistuneessa henkilössä tai sellaisena varhain havaittavia vaikutuksia altistuminen (akuutti tai krooninen) säteilysairaus ja paikalliset säteilyvammat) tai molemmat Pitkäaikaiset vaikutukset(elinajan lyheneminen, kasvainten tai muiden sairauksien esiintyminen), joka ilmenee useita kuukausia tai vuosikymmeniä säteilytyksen jälkeen . Geneettiset tai perinnölliset vaikutukset- Nämä ovat seurauksia sukusolujen genomin säteilytyksestä, jotka ovat periytyviä ja aiheuttavat synnynnäisiä epämuodostumia ja muita häiriöitä jälkeläisille. Nämä altistumisen vaikutukset voivat olla hyvin pitkäaikaisia ​​ja ulottua useisiin ihmissukupolviin.

Vaikutuksen intensiteetti haitalliset vaikutukset riippuu tietystä säteilytetystä kudoksesta sekä kehon kyvystä kompensoida tai korjata vaurioita.

Kyky uudistaa soluja riippuu henkilön iästä alkaen säteilytyshetkellä organismin sukupuoleen, terveydentilaan ja geneettiseen taipumukseen sekä suuruuteen imeytynyt annos(biologisen kudoksen massayksikköä kohden absorboitunut säteilyenergia) ja lopuksi alkaen primaarisen säteilyn tyyppi joka vaikuttaa kehoon.

1.2. Kynnys- ja ei-kynnysvaikutukset ihmisen altistumisessa

ICRP:n julkaisussa 60 esitettyjen ja Venäjän säteilyturvallisuusstandardien NRB-99 taustalla olevien nykyaikaisten käsitteiden mukaisesti terveydelle altistumisen mahdolliset haitalliset vaikutukset jaetaan kahteen tyyppiin: kynnys (deterministiset) ja ei-kynnysvaikutukset (stokastiset).

1.Deterministiset (kynnys) vaikutukset - ohjaa varhain kliinisesti havaittuja säteilysairauksia annoskynnyksillä, joiden alapuolella niitä ei esiinny, ja yli - vaikutusten vakavuus riippuu annoksesta. Näitä ovat akuutti tai krooninen säteilysairaus, säteilykaihi, lisääntymistoiminnan heikkeneminen, ihon kosmeettiset vauriot, eri kudosten dystrofiset vauriot jne.

Akuutti säteilysairaus ilmenee kerta-altistuksen tietyn kynnysannoksen ylittymisen jälkeen ja sille on ominaista saadun annoksen tasosta riippuvaiset oireet (taulukko 1.1). Krooninen Säteilysairaus kehittyy systemaattisesti toistuvalla altistuksella, jos kerta-annokset ovat pienempiä kuin akuutteja säteilyvammoja aiheuttavat, mutta merkittävästi suurempia kuin sallitut rajat. Kroonisen säteilysairauden merkkejä ovat muutokset veren koostumuksessa (leukosyyttien määrän lasku, anemia) ja monet oireet hermostoa s. Samanlaisia ​​oireita esiintyy muissakin heikentyneeseen vastustuskykyyn liittyvissä sairauksissa, joten kroonista säteilysairautta on erittäin vaikea tunnistaa, jos altistumisen tosiasiaa ei ole varmuudella selvitetty.

Monissa elimissä ja kudoksissa on jatkuva solujen menetys ja uusiutuminen. Häviöiden kasvua voidaan kompensoida lisäämällä korvausnopeutta, mutta elimen tai kudoksen toimintaan pystyvien solujen määrä voi myös vähentyä tilapäisesti ja joskus pysyvästi.

Seurauksena oleva soluhäviö voi aiheuttaa vakavan häiriön, joka voidaan havaita kliinisesti. Siksi havaitun vaikutuksen vakavuus riippuu säteilyannoksesta ja on kynnys jonka alapuolella soluhäviö on liian pieni heikentääkseen merkittävästi kudosten tai elinten toimintaa. Solukuoleman lisäksi säteily voi aiheuttaa kudosvaurioita muillakin tavoilla: vaikuttamalla lukuisiin kudostoimintoihin, mukaan lukien säätelyyn. soluprosessit, tulehdusreaktiot, immuunijärjestelmän heikentyminen, hematopoieettinen järjestelmä (punainen luuydin). Kaikki nämä mekanismit määräävät viime kädessä determinististen vaikutusten vakavuuden.

Kynnysannoksen arvon määrää vaurioituneen elimen tai kudoksen solujen säteilyherkkyys ja kehon kyky kompensoida tai palauttaa tällainen vaurio. Säteilyn deterministiset vaikutukset ovat pääsääntöisesti spesifisiä eivätkä synny muiden fysikaalisten tekijöiden vaikutuksesta, ja vaikutuksen ja altistuksen välinen suhde on yksiselitteinen (deterministinen). Taulukossa 1.2 on annettu kynnysannokset aikuisten kuolemaan johtavien determinististen vaikutusten esiintymiselle. Pitkäaikaisessa kroonisessa altistumisessa samat vaikutukset ilmenevät suuremmilla kokonaisannoksilla kuin kerta-altistuksessa.

Determinististen vaikutusten esiintymisen keskimääräiset annoskynnykset on esitetty taulukossa. 1.1 - 1.3. Vaikutuksen vakavuus (sen vakavuuden aste)

lisääntyy henkilöiden, joiden säteilyherkkyys on korkeampi (lapset, huonokuntoiset, henkilöt, joilla on lääketieteellisiä vasta-aiheita työskennellä säteilylähteiden kanssa). Tällaisille henkilöille taulukossa 1.1 ilmoitetut altistuksen annoskynnykset voivat olla 10 kertaa tai enemmänkin pienempiä.

Taulukko 1.1. Erilaisten säteilyannosten vaikutus aikuisen terveyteen

yhdellä säteilytyksellä

Merkintä. Tällä hetkellä on olemassa useita säteilyn vastaisia ​​aineita ja säteilytaudin hoidosta on kertynyt onnistunutta kokemusta, joka mahdollistaa kuoleman ehkäisyn jopa 10 Sv (1000 rem) annoksilla.

Taulukko 1.2. Ihmisen kuolemaan johtava akuutti altistuminen

Eloonjäämisen riippuvuutta säteilyannoksesta kuvaa keskimääräinen absorboitunut annos D 50/60, johon puolet ihmisistä kuolee 60 päivän kuluttua. Terveelle aikuiselle tällainen annos (koko kehon keskiarvo) on 3 - 5 Gy (Gy) akuutin altistuksen yhteydessä (taulukko 1.2).

Tuotantoolosuhteissa determinististen vaikutusten esiintyminen on mahdollista vain säteilyonnettomuudessa, kun säteilylähde on hallitsemattomassa tilassa. Tässä tapauksessa ihmisten altistumista rajoitetaan toteuttamalla kiireellisiä toimenpiteitä - interventioita. NRB-99:ssä omaksutut annoskriteerit kiireellisille toimenpiteille säteilyonnettomuuden sattuessa perustuvat tiedoksi henkeä uhkaavien determinististen vaikutusten esiintymisen kynnysannoksilla (taulukko 1.3).

Taulukko 1.3. Determinististen vaikutusten esiintymisen kynnysannokset

ja kriteerit kiireelliselle puuttumiselle säteilyonnettomuudessa

Asetetut työperäisen altistuksen annosrajat ovat kymmeniä ja satoja kertoja pienempiä kuin determinististen vaikutusten esiintymisen kynnysannokset, joten nykyaikaisen säteilyturvallisuuden päätehtävänä on rajoittaa normaaliolosuhteissa altistumisesta aiheutuvien stokastisten vaikutusten mahdollisuutta ihmisissä.

2. Stokastiset tai ei-kynnysvaikutukset - altistumisen pitkäaikaiset vaikutukset, joilla ei ole annoskynnystä, joiden todennäköisyys on suoraan verrannollinen säteilyannokseen ja joiden vakavuus ei riipu annoksesta. Näitä ovat syövät ja perinnölliset sairaudet, joita esiintyy spontaanisti vuosien mittaan ihmisillä useista luonnollisista syistä.

Tietyn osan näistä vaikutuksista altistumiseen liittyvän yhteyden luotettavuus osoitti kansainväliset lääketieteelliset ja epidemiologiset tilastot vasta 1990-luvun alussa. Stokastiset vaikutukset havaitaan yleensä läpi pitkä aika säteilytyksen jälkeen ja vain kymmenien ja satojen tuhansien ihmisten suurten väestöryhmien pitkän aikavälin havainnoinnin aikana. Keskimääräinen piilevä ajanjakso on noin 8 vuotta leukemialla ja 2-3 kertaa pidempi muiden syöpien kohdalla. Riski kuolla syöpään altistumisesta ei ole sama miehillä ja naisilla ja vaihtelee altistumisen jälkeisen ajan mukaan (kuva 1.1).

Solun pahanlaatuisen transformaation todennäköisyyteen vaikuttaa säteilyannoksen suuruus, kun taas tietyn syövän tyypin vakavuus riippuu vain sen tyypistä ja sijainnista. On huomattava, että jos säteilytetty solu ei kuollut, sillä on tietty kyky korjata itse vaurioitunut DNA-koodi. Jos näin ei tapahtunut, immuunijärjestelmä estää sen elintärkeän toiminnan terveessä kehossa: rappeutunut solu joko tuhoutuu tai lisääntyy vasta luonnolliseen kuolemaansa. Siten onkologisen sairauden todennäköisyys on pieni ja riippuu kehon immuuni- ja hermostojärjestelmän "terveydestä".

Syöpäsolujen lisääntymisprosessi on satunnainen, vaikka geneettisten ja fysiologisten ominaisuuksien vuoksi ihmisten herkkyys säteilyn aiheuttamalle syövälle voi vaihdella suuresti. Jotkut harvinaisista geneettisistä sairauksista kärsivät ihmiset voivat olla huomattavasti herkempiä kuin tavalliset ihmiset.

Pienillä lisäannoksilla luonnolliseen (tausta-) altistumiseen todennäköisyys aiheuttaa uusia syöpätapauksia on luonnollisesti pieni, ja odotettu tapausten määrä, jotka voidaan katsoa lisäannoksen ansioksi altistuneessa ihmisryhmässä, voi olla alle 1 jopa erittäin suuri joukko ihmisiä. Koska luonnollinen säteilytausta on aina olemassa, samoin kuin stokastisten vaikutusten spontaani taso, mikä tahansa käytännön toiminta, joka johtaa lisäaltistumiseen, johtaa myös stokastisten vaikutusten todennäköisyyden kasvuun. Niiden esiintymistodennäköisyyden oletetaan olevan suoraan verrannollinen annokseen, eikä ilmenemisen vakavuus ole riippuvainen säteilyannoksesta.

Kuva 1.2 havainnollistaa altistumisen ja ilmaantuvuuden välistä suhdetta syöpä väestössä. Sille on tyypillistä merkittävä spontaanien syöpien määrä väestössä ja suhteellisen pieni todennäköisyys uusien sairauksien esiintymiseen säteilyn vaikutuksesta. Lisäksi UNSCEAR:n mukaan spontaani ilmaantuvuus ja kuolleisuus syöpään vaihtelee merkittävästi sekä maittain että vuosittain yhdessä maassa. Tämä tarkoittaa, että analysoimalla säteilyaltistuksen vaikutuksia suureen ryhmään samalle annokselle altistuneita ihmisiä on mahdollista määrittää todennäköisyyssuhde säteilyannoksen ja altistumisesta johtuvien lisäsyöpien lukumäärän välillä. ei kuitenkaan ole mahdollista määrittää, mikä sairaus on seurausta altistumisesta ja mikä on syntynyt spontaanisti.

Kuvassa 1.3 on arvio yhtäläisesti altistuneiden aikuisten ryhmän koosta, joka tarvitaan luotettavasti vahvistamaan ryhmän syöpien kokonaismäärän kasvun ja säteilyannoksen välinen suhde. Kuvan rivi A-B määrittelee teoreettisen arvion ryhmän koosta, joka tarvitaan säteilyn lisästokastisten vaikutusten havaitsemiseen 90 %:n luottamusvälillä. Tämän viivan yläpuolella on alue, jolla on teoriassa mahdollista osoittaa yhteys stokastisten vaikutusten määrän kasvun ja altistumisen välillä ryhmässä. Tämän rivin alapuolella on teoriassa mahdotonta todistaa tätä yhteyttä. Katkoviiva osoittaa, että aikuisten kehon tasaisen altistumisen fotoneille annoksella 20 mGy, joka on yhtä suuri kuin työperäinen annosraja, on tutkittava vähintään miljoona ihmistä tällaisella annoksella, jotta voidaan luotettavasti tunnistaa lisävaikutukset. .

Siten säteilyturvallisuuden varmistamisen tehtävä rajoittuu: 1) työntekijöiden determinististen vaikutusten ehkäisemiseen säteilylähteitä säätelemällä; 2) vähentää stokastisten vaikutusten lisäriskiä rajoittamalla altistusannoksia ja altistuneiden määrää.

1.3. Dosimetriset perussuureet ja niiden mittayksiköt

Tehtävä (A) – lähteessä tai missä tahansa aineessa, mukaan lukien ihmiskeho, olevan radionuklidin määrän mitta. Aktiivisuus on yhtä suuri kuin radionuklidin atomiytimien radioaktiivisen hajoamisen nopeus. Kokonaisaktiivisuuden arvo kuvaa sen tilan mahdollista säteilyvaaraa, jossa työskennellään radioaktiivisilla aineilla.

SI-yksikkö - Bq(becquerel) yhtä suuri kuin 1 hajoaminen sekunnissa ( s -1).

Järjestelmän ulkopuolinen yksikkö - Avain(curie); 1 Ci \u003d 37 GBq \u003d 3,7 × 10 10 s -1.

Hiukkasvirta ( F) - numero alkuainehiukkasia(alfa, beeta, fotonit, neutronit), jotka lähteet lähettävät tai vaikuttavat kohteeseen aikayksikköä kohti. Mittayksikkö - osa / s, fotoni / s tai yksinkertaisesti s - 1 .

Ydinmuutosten aikana emittoituneiden hiukkasten (fotonien) tyyppi ja lukumäärä määräytyy radionuklidiytimien hajoamistyypin mukaan. Koska hiukkaspäästön suunta on satunnainen, virtaus etenee lähteestä kaikkiin suuntiin. Lähteen kokonaissäteilyvuo on suhteessa sen aktiivisuuteen suhteella

missä v, % on hiukkassaanto 100 hajoamista kohti (radionuklidien hakukirjoissa; eri radionuklidien saanto vaihtelee merkittävästi, v= 0,01 % - 200 % tai enemmän).

Hiukkasvirtaus (F) on alkeispalloon tunkeutuvien alkuainehiukkasten (alfa, beeta, fotonit, neutronit) lukumäärän suhde tämän pallon keskiosan pinta-alaan. Fluence, kuten annos, on additiivinen ja ei-laskeva määrä – sen arvo kertyy aina ajan myötä. Mittayksikkö - osa / cm 2, fotoni / cm 2 tai yksinkertaisesti cm –2 .

Hiukkasvuon tiheys ( j) - fluence aikayksikköä kohti. Hiukkasten tai kvanttien vuotiheyden yksikkö - cm–2 s–1. Vuontiheys kuvaa säteilyn tasoa (intensiteettiä) tietyssä avaruuden pisteessä (tai säteilytilannetta tietyssä pisteessä huoneessa).

Energia (E R ) - On tärkein ominaisuus ionisoiva säteily. Ydinfysiikassa käytetään järjestelmän ulkopuolista energiayksikköä - elektronivolttia (eV). 1 eV = 1,6020 × 10 -19 J.

Altistusannos (X) - kehon atomien ja molekyylien ionisaatiotuhojen määrän mitta säteilytyksen aikana. Se on yhtä suuri kuin kaikkien samanmerkkisten ionien kokonaisvarauksen, joka syntyy ilmassa olevalla fotonisäteilyllä, suhde säteilytetyn ilmatilavuuden massaan. Altistusannosta käytetään vain fotonisäteilylle, jonka energia on enintään 3 MeV. Säteilyturvallisuuden alalla se on poistettu käytöstä vuodesta 1996 lähtien.

SI-yksikkö - C/kg(kulonia kilogrammaa kohti).

Järjestelmän ulkopuolinen yksikkö - R(röntgenkuva); 1P = 2,58 x 10-4 C/g; 1 C/kg = 3872 R.

Imeytynyt annos tai yksinkertaisesti annos ( D) - mitta ionisoivan säteilyn fysikaalisesta vaikutuksesta aineeseen (molekyylitasolla). Se on yhtä suuri kuin aineeseen ionien muodostukseen absorboituneen säteilyenergian suhde säteilytetyn aineen massaan.

SI-yksikkö - Gr(harmaa); 1 Gy = 1 J/kg.

Järjestelmän ulkopuolinen yksikkö - iloinen(rad – säteilyn absorboitunut annos);

1 rad = 0,01 Gy = 10 mGy.

Fotonisäteilyn altistusannos X = 1Р vastaa absorboitunutta annosta ilmassa D = 0,87 rad (8,7 mGy) ja biologisessa kudoksessa D = 0,96 rad (9,6 mGy) johtuen erilaista työtä molekyylien ionisaatio. Käytännön säteilyturvallisuuden kannalta voidaan katsoa, ​​että 1 R vastaa 1 rad tai 10 mGy.

Vastaava annos (N) - säteilyn biologisen vaikutuksen mitta elimeen tai kudokseen (elävien solujen, elinten ja kudosten tasolla). Se on yhtä suuri kuin imeytyneen annoksen tulo säteilyn painotuskerroin W R , joka ottaa huomioon säteilyn laadun (lineaarinen ionisoiva teho). Sekasäteilyssä ekvivalenttiannos määritellään säteilytyyppien summana « R » :

H = å D R × W R

Säteilyn painotuskertoimen arvot W R hyväksytty NRB-99:ssä. Alfa-, beeta-, fotoni- ja neutronisäteilylle ne ovat yhtä suuret:

W a = 20; W b= W g = 1; W n = 5 - 20(W n riippuu neutronien energiasta).

SI-yksikkö - Sv(sivert); gammasäteilylle 1 Sv = 1 Gy.

Järjestelmän ulkopuolinen yksikkö - rem(rad:n biologinen ekvivalentti);

1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv.

Suhde muihin annosyksiköihin:

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

Alfasäteilylle (W R \u003d 20) 1 Gy \u003d 20 Sv tai 100 rad = 2000 rem;

Neutronisäteilylle absorboitunut annos 1 rad (10 mGy) vastaisi ekvivalenttiannosta 5-20 rem (50-200 mSv) neutronien energiasta riippuen.

Tehokas annos (E) - mittaus etäisten stokastisten vaikutusten esiintymisestä (pienillä säteilyannoksilla) ottaen huomioon elinten ja kudosten epätasainen säteilyherkkyys. Koko kehon tasaisella säteilytyksellä efektiivinen annos on sama kuin ekvivalentti: E = H, missä H- sama ekvivalenttiannos kaikille elimille ja kudoksille .

Epätasaisen altistuksen tapauksessa efektiivinen annos määritetään elinten ja kudosten summana "T" :

E = å H T × W T(T = 1...13),

jossa H T on elimen tai kudoksen ekvivalenttiannos "T »; W T – elimen (kudoksen) säteilyherkkyyden painotuskerroin . WT:n arvot hyväksytään NRB-99:ssä 13 elimelle (kudokselle), yhteensä ne ovat yksi (katso taulukko 2.1). Tehokas annosyksikkö - mSv(millisivert).

Kollektiivinen annos ( S) on mitta yhteiskunnalle mahdollisesti aiheutuvista haitoista, jotka aiheutuvat väestön täysivaltaisen eliniän mahdollisista ihmistyövuosista altistumisen pitkäaikaisten seurausten toteutumisen vuoksi. Yhtä kuin vuosittaisten yksittäisten efektiivisten annosten E i summa, jonka N hengen ryhmä saa:

S= å E i (i = 1...N).

Mittayksikkö - mies-Sv(mies-sivert).

Säteilysuojelukustannusten perustelemiseksi NRB-99:ssä oletetaan, että altistuminen kollektiiviselle annokselle S = 1 man-Sv johtaa potentiaalisiin vahinkoihin, jotka vastaavat väestön 1 henkilötyövuoden menetystä.

Annosnopeus ( , , tai ) on vastaavan annosarvon (eli annoksen kertymisnopeuden) aikaderivaata. Suoraan verrannollinen hiukkasvuon tiheyteen j , vaikuttaa vartaloon. Vuontiheyden lisäksi annosnopeus kuvaa säteilytilannetta (säteilytasoa) huoneen pisteessä tai alueella.

Seuraavia lyhenteitä käytetään usein:

MD (MPD)– annosnopeus (absorboitunut annos) ( 1 uGy/h = 100 urad/h);

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

luonnollinen tausta - tämä on luonnollisen gammasäteilyn taso, joka keskimäärin merenpinnan tasolla johtuu 1/3:sta kosmisista säteistä ja 2/3:sta maankuoren ja materiaalien sisältämien luonnollisten radionuklidien säteilystä. Luonnon taustasäteilyä voidaan mitata fotonivuon tiheyden yksiköissä (j) tai annosnopeuden yksiköissä.

Luonnollisen (tausta) gammasäteilyn taso avoimilla alueilla altistusannosnopeuden yksiköissä on = sisällä (8–12) µR/h. Tämä vastaa vuotiheyttä j noin 10 fotonia / (cm 2 s), sekä:

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

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

Joissakin rakennuksissa luonnon radionuklidien lisääntyneen pitoisuuden vuoksi rakennusmateriaalit luonnongammasäteilyn DER saa ylittää taustatason yläpuolella avoimilla alueilla enintään 0,2 µSv/h, ts. jopa (0,25–0,35) µSv/h.

Joissakin osissa maailmaa luonnollinen tausta voi ulottua
(0,5–0,6) µSv/h, jota on pidettävä normaalina.

Luonnonsäteilyn vuosiannos (saatavana 8760 tunnissa) voi siten vaihdella 0,8–1 mSv:stä 2–6 mSv:iin maapallon eri asukkaille.

1.4. NRB-99 säteilyturvallisuusstandardien perusmääräykset

Säteilyturvallisuusstandardeja NRB-99 käytetään varmistamaan ihmisten turvallisuus kaikissa olosuhteissa, jotka ovat altistuneet keinotekoiselle tai luonnolliselle ionisoivalle säteilylle.

Lähteen hallinnan ja altistumisen hallinnan mahdollisuuksien mukaan Normit vaihtelevat neljää erilaista säteilyaltistusta per henkilö :

· teknogeenisistä lähteistä niiden normaalin toiminnan olosuhteissa (lähde- ja säteilysuojelu ovat hallinnassa ja hallinnassa);

sama, säteilyonnettomuuden olosuhteissa (hallimaton altistuminen);

luonnollisista säteilylähteistä (hallitsematon altistuminen);

lääketieteellisistä lähteistä sairauksien diagnosointia ja hoitoa varten.

Säteilyaltistuksen rajoittamista koskevat vaatimukset on muotoiltu NRB-99:ssä kullekin altistumistyypille erikseen. Kaikkien neljän altistuksen kokonaisannosta ei oteta huomioon.

teknogeeninen kutsutaan keinotekoisiksi lähteiksi erityisesti ihmisen tekemä varten hyödyllinen sovellus säteilyä(laitteet, laitteet, laitteistot, mukaan lukien erityisesti tiivistetyt luonnolliset radionuklidit) tai lähteet, jotka ovat ihmisen toiminnan sivutuotteita (esimerkiksi radioaktiivinen jäte).

Sääntöjen vaatimukset ovat voimassa lähteisiin, joista altistumista voidaan hallita. Ohjauksesta vapautuu säteilylähteitä, jotka eivät pysty luomaan yksittäisen vuotuisen efektiivisen annoksen yli 10 μSv ja kollektiivinen annos yli 1 man-Sv vuodessa kaikissa käsittelyolosuhteissa (riski stokastisten vaikutusten lisääntymiseen tällaisilla annoksilla on vähäinen eikä ylitä 10 - 6 l/hlövuosi).

Säteilyturvallisuuden päätavoite on kansanterveyden, mukaan lukien henkilöstön, suojeleminen säteilyn haitallisilta vaikutuksilta, ilman kohtuuttomia rajoituksia hyödyllistä toimintaa käytettäessä säteilyä talouden eri aloilla, tieteessä ja lääketieteessä.

Säteilyturvallisuuden varmistamiseksi lähteiden normaalin toiminnan aikana, RB:n kolme perusperiaatetta:

· perusteluperiaate – kaikenlaisen säteilylähteiden käytön kieltäminen, jossa henkilölle ja yhteiskunnalle saatava hyöty ei ylitä riskiä mahdollista haittaa ylimääräisen altistumisen aiheuttama;

· säännöstelyperiaate – sallittujen rajojen ylittämättä jättäminen kansalaisten yksilölliset altistusannokset kaikista altistuslähteistä;

· optimointiperiaate – huolto alimmalla mahdollisella ja saavutettavissa olevalla tasolla ottaa huomioon taloudelliset ja sosiaaliset tekijät yksilölliset altistusannokset ja altistuneiden henkilöiden lukumäärä(sisään kansainvälinen käytäntö tämä periaate tunnetaan nimellä ALARA – niin alhainen kuin kohtuullisesti saavutettavissa – niin alhainen kuin kohtuullisesti saavutettavissa).

NRB-99 vaatimukset ihmisen aiheuttaman altistumisen rajoittamiseksi kontrolloiduissa olosuhteissa (säteilylähteiden normaalin toiminnan aikana).

1. Määritetään seuraavat altistuneiden henkilöiden luokat:

· A-ryhmän henkilöstö(henkilöt, jotka työskentelevät suoraan teknogeenisten lähteiden kanssa);

· B-ryhmän henkilökunta(henkilöt, jotka työolojensa mukaan ovat heidän vaikutuspiirissään);

· väestö (kaikki henkilöt, mukaan lukien henkilöstö, joka ei kuulu tuotantotoiminnan piiriin ja ehtoihin).

Ryhmän A henkilöstöön kuuluvat vähintään 20-vuotiaat henkilöt, joilla ei ole lääketieteellisiä vasta-aiheita ionisoivan säteilyn parissa työskentelemiseen, jotka ovat käyneet erityiskoulutuksen ja sen jälkeen vuosittain lääkärintarkastuksen. Ryhmän B henkilöstö - alle 18-vuotiaat (sis laboratorioharjoittelussa olevat opiskelijat lähteiden kanssa). Luokassa ”Väestö” erotetaan pääsääntöisesti 0-vuotiaat ja sitä vanhemmat lapset. Monet NRB-99:n käsitteet ovat standardoituja, esimerkiksi keskimääräinen elinajanodote, kun otetaan huomioon ei-kynnysvaikutusten riski, on 70 vuotta.

· perusannosrajat (PD) – sellaiset yksittäisen vuosittaisen efektiivisen annoksen arvot, joiden ylittämättä jättäminen takaa kynnysdeterminististen vaikutusten täydellisen poissulkemisen, ja stokastisten ei-kynnysvaikutusten todennäköisyys ei ylitä yhteiskunnan hyväksymää riskiä;

· sallitut tasot (DU) ovat johdannaisia ​​pääannosrajoista säteilytilanteen arvioimiseksi. klo yksitekijä ulkoisista lähteistä tuleva altistuminen on keskimääräinen vuotuinen sallittu annosnopeus työtiloissa ( DMD );

· viitetasot (CL) – organisaatiossa todellisuudessa saavutetut altistusannosten tasot, toiminnot, vuontiheydet jne., joilla varmistetaan henkilöstön altistumisen vähentäminen niin alhaiseksi kuin on kohtuudella mahdollista säteilysuojelutoimenpiteillä.

3. Perusannosrajat (PD) älä sisällytä luonnollisen ja lääketieteellisen altistuksen aiheuttamat annokset sekä säteilyonnettomuuksista johtuvat annokset. Tämäntyyppisiin altistumiseen sovelletaan erityisrajoituksia. Altistuneiden henkilöiden luokkien AP-arvot on esitetty taulukossa 1.4, ja taulukossa 1.5 on esitetty AMD-arvot vuosittaisen vakioaltistusajan osalta.

4. Tehokas altistusannos henkilöstölle 50 vuoden ajan työtoimintaa ei saisi ylittää 1000 mSv, ja väestölle 70 vuoden eliniän aikana - 70 mSv.

5. Kun henkilö altistuu samanaikaisesti ulkoisille ja sisäisille säteilylähteille (monitekijäinen säteilytys) Taulukossa 1.4 esitetyt pääannosrajat viittaavat vuosittainen kokonaisannos kaikista tekijöistä johtuen. Siksi DU (DMA) arvot kullekin altistumiskertoimelle erikseen tulisi ottaa pienemmäksi kuin taulukossa 1.5.

6. Naisille alle 45-vuotiaat, A-ryhmän henkilöstöön, lisärajoituksia on otettu käyttöön: vatsan alaosan ekvivalenttiannos ei saa ylittää 1 mSv kuukaudessa. Näissä olosuhteissa sikiön tehokas säteilyannos 2 kuukauden ajan. havaitsematon raskaus ei ylitä 1 mSv. Raskauden tosiasian toteamisen jälkeen yrityksen hallinto on velvollinen siirtämään naisen säteilyyn liittymättömään työhön.

7. Suunniteltu lisääntynyt altistuminen asetettujen annosrajojen yläpuolella (PD = 50 mSv efektiivisen annoksen mukaan) sallitaan onnettomuuden selvittämisen tai ehkäisyn aikana vain, jos se on tarpeen ihmisten pelastamiseksi ja (tai) altistumisen ehkäisemiseksi. Tällainen säteilytys on sallittu vain yli 30-vuotiaille miehille vain heidän vapaaehtoisella kirjallisella suostumuksellaan, kun heille on tiedotettu mahdollisista annoksista ja terveysriskeistä. Altistuminen annoksina 2 PD (100 mSv) tai 4 PD (200 mSv) asti on sallittu vain valtion terveys- ja epidemiologisen valvonnan alueellisten tai liittovaltion elinten luvalla ja vain ryhmään A luokitelluille henkilöille. henkilöstöä.

8. Altistuminen yli 4 PD:n (200 mSv) annoksilla pidetään mahdollisesti vaarallisena. Tällaisille annoksille säteilylle altistuvat henkilöt, myöhempi työskentely säteilylähteiden kanssa on sallittu vain yksilöllisesti toimivaltaisen lääketieteellisen toimikunnan päätöksellä.

tapauksia suunnittelematon altistuminen altistusrajan ylittävillä annoksilla, tutkitaan.

Taulukko 1.4. Perusannosrajat

**Kaikki PD:n ja DU:n arvot B-ryhmän henkilöstölle ovat samat 1 / 4 A-ryhmän henkilöstön vastaavista arvoista.

Taulukko 1.5. Sallitut tasot yksitekijäiselle ulkoiselle altistukselle

2.1. Valmistautuminen työhön

Tavoite

1. Opiskelijoiden ja laboratoriohenkilökunnan säteilyturvallisuuden arviointi työskennellessä gammasäteilyn umpinaisen radionuklidilähteen kanssa.

2. Gammasäteilyn vaimennuksen lain tutkiminen etäisyydellä lähteestä.

3. Erilaisten annosmittareiden lukemien todentaminen annosnopeuden laskennalla.

Sovellettavat laitteet ja materiaalit

1. Suljettu gammasäteilyn radionuklidilähde isotooppi 27 Co 60 (koboltti-60) sijoitettuna lyijystä valmistettuun suojasäiliöön, jonka seinämän paksuus on 10 cm. kollimaattori(avaava kanava, joka mahdollistaa rajoitetun g-säteilynsäteen saamisen).

2. Siirrettävä vaunu ja viivain jakoineen etäisyyden mittaamiseksi lähteestä mittausanturiin (ilmaisin).

3. Annosmittarit gammasäteilyä rekisteröivillä ilmaisimilla.

Gammasäteilyn lähteellä varustetun asennuksen pääominaisuudet

Termi "suljettu radionuklidilähde" tarkoittaa tekninen tuote, jonka suunnittelu estää radioaktiivisten aineiden leviämisen ympäristöön sellaisissa käyttö- ja kulumisolosuhteissa, joihin se on suunniteltu. Gammalähdekoboltti GIK-2-9 on suljettu ruostumattomasta teräksestä valmistettu kapseli (sylinteri 10 x 10 mm), jonka sisällä on radioaktiivinen isotooppi Co-60. Hyödyllinen gamma-kvanttivirta tunkeutuu vapaasti kapselin ohuiden seinämien läpi (vähän suodatuksella). Tässä työssä lähdettä voidaan pitää piste-, isotrooppisena ja monoenergeettisenä lähteenä.

Gammasäteilyltä suojaamiseksi GIK-2-9 lähde sijoitetaan lyijysäiliöön, jonka seinämän paksuus on x = 10,5 cm, jossa on läpimenevä kollimointikanava, joka on suljettu lyijytulpalla. Kun pistoke irrotetaan, saadaan hieman laajeneva gammasäteilyn työsäde, joka on suunnattu poispäin ihmisistä. Tässä säteessä annosnopeuden mittauksia tehdään eri etäisyyksiltä lähteestä.

Laboratoriojulisteesta työskentelyraportissa sinun on kirjoitettava:

luonnos suojasäiliöstä lähteellä (osassa);

koboltti-gammasäteilyn fotonienergia (Еg = 1,25 MeV);

Co-60-isotoopin puoliintumisaika (T 1/2 = 5,27 vuotta);

lähteen alkutoiminto ao(Bq) ja lähteen todistuksen päivämäärä;

Passi-altistusannosnopeus 1 m etäisyydellä (uR/h);

koboltin gammavakion arvo 60 G (nGy × m 2 / (s × GBq))

2.2. Säteilyturvallisuuden arviointi lähteen kanssa työskennellessä

Dosimetrialaboratoriossa oleskelevat henkilöt luokitellaan yliopiston määräyksestä "ryhmän A henkilöstö" (opettajat ja työntekijät) ja "ryhmän B henkilöstö" (opiskelijat). NRB-99:n mukaiset vuosiannoksen sallitut rajat niille ovat vastaavasti PD A = 20 mSv ja PD B = 5 mSv.

Säteilyturvallisuuden arvioimiseksi tulee arvioida työntekijän vuotuinen efektiivinen annos erottamalla ihmisen aiheuttama ainesosa luonnollisesta. Tällaisiin mittauksiin sopivin kannettava digitaalinen annosmittari MKS-08, joka sisältyy ekvivalenttiannosnopeuden (µSv/h) mittaustilaan. Huomio: oikeiden lukemien saamiseksi laite tulee suunnata ilmaisimella (kotelon takapuolella) kohti säteilylähdettä.

1. Kävellettyään laboratoriohuoneessa annosmittarin kanssa, suorita säteilytiedustelu, ts. löytää paikkoja, joissa on korkea gammasäteilytaso. DER on suositeltavaa mitata kaikkien säteilyvaaramerkillä merkittyjen laitteiden pinnalta(säiliöt, kassakaapit, lähdesarjat muilla työpöydillä). Kirjaa raporttiin DER-arvot 3-4 ominaispisteelle ja ilmoita ne pohjapiirrokset.

2. Määritä luonnollisen taustan keskiarvo (ekvivalenttiannosnopeus f) pisteissä, jotka sijaitsevat suurimmalla etäisyydellä ihmisen aiheuttamista lähteistä, ja, jos mahdollista, myös ikkunan ulkopuolella (tässä tapauksessa huomioi lukemien ero ikkunan ulkopuolella ja huoneen sisällä).

3. Mittaa ekvivalenttiannosnopeuden rm keskiarvo työpaikalla, joka sijaitsee mahdollisimman lähellä lähdettä, ts. korkeimmalla säteilytasolla. Kollimoivan lähdekanavan tulee olla avoin, ts. loi pahimman säteilyympäristön. Etsi ekvivalentin annosnopeuden teknogeeninen komponentti vähentämällä:

R.m - f

4. Samoissa olosuhteissa laske efektiivinen annosnopeus työpaikalla. Tätä varten on tarpeen ottaa huomioon lähteen lähellä olevien kehon elinten ja kudosten epätasainen säteilytys, ts. mittaa DER T 13 elimelle ja kudokselle ja kerro ne sitten säteilyherkkyyden W T painotuskertoimilla. Olosuhteissamme riittää, että rajoitamme mittauksiin neljälle kehon kontrollipisteelle: 1 - pää, 2 - rinta, 3 - sukurauhaset, 4 - jalkaa, ja ota niille suurennetut painokertoimet W K (katso taulukko 2.1).

Mittaa ekvivalenttiannosnopeus K neljästä kontrollipisteestä työpaikalla hyväksytyssä kehon asennossa ("istuva" tai "seiso" opettajan ohjeiden mukaan). Vähennä kaikista lukemista keskimääräinen luonnollinen tausta f määritelty lausekkeessa 2.

= Σ ( K · L K), (2.1)

missä k = 1…4 on kehon kontrollipisteen numero, K on DER:n teknogeeninen komponentti ja W K on kunkin pisteen elinten ja kudosten painotuskerroin (taulukko 2.1).

Taulukko 2.1. Tehokkaan annosnopeuden määrittäminen työpaikalla

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

Etsi säteilyn epätasaisuuskerroin, joka on yhtä suuri kuin efektiivisen annoksen suhde yhden annosmittarin lukemiin:

α = /

ja päätellä, onko annetuissa olosuhteissa tarkoituksenmukaista ottaa huomioon altistumisen epätasaisuus efektiivistä annosta määritettäessä.

6. Olettaen, että opiskelija on tällä työpaikalla laboratoriotyöpajan kaikki 16 tuntia, määritä opiskelijan suurin mahdollinen tehollinen teknogeenisen altistuksen annos kuluvalle vuodelle:

E nasta = 16.

7. Arvioi samojen näkökohtien perusteella A-ryhmän henkilöstön suurin mahdollinen vuosiannos olettaen, että työntekijöiden normityöaika on 1700 tuntia:

E pers = 1700.

7. Määritä efektiivinen annos luonnollisesta altistumisesta samalle kalenterivuodelle (8760 tuntia) olettaen, että luonnollinen altistuminen vaikuttaa ihmisen elimiin ja kudoksiin tasaisesti:

E syö \u003d f 8760.

Arvioi luonnollisen altistuksen annoksen mahdollinen leviäminen hyväksymällä karkeasti kohdassa 2 mitattujen enimmäis- ja vähimmäistaustaarvojen luottamusväli:

Δ = (max - min) 8760,

jossa max, min ovat taustaarvoja. Esitä luonnollisen altistuksen vuosiannoksen arvo mahdollinen leviäminen huomioon ottaen muodossa E eat ± Δ/2 mSv.

8. Arvioi efektiivisen annoksen avulla opiskelijoiden ja työntekijöiden ei-kynnysvaikutusten yksilöllinen elinikäinen lisäriski, 1/(henkilö · vuosi), joka liittyy hyväksyttyihin työoloihin:

r = E nasta, persialainen r E ,

jossa riskikertoimeksi otetaan r E = 5,6 10 – 2 1/ (henkilö · · Sv).

9. Tee johtopäätökset säteilyturvallisuudesta laboratoriossa, jota varten verrataan työntekijöiden ja opiskelijoiden teknologisen altistuksen vuosiannoksia vastaaviin PD A:n ja PD B:n annosrajoihin. Laske marginaalin kerroin annosrajoihin asti.

Vertaa työntekijöiden ja opiskelijoiden teknogeenisen altistuksen annoksia luonnollisen altistuksen ja sen hajaantumisen odotettuun vuosiannokseen.

2.3. Annosnopeuden etäisyyden riippuvuuden poistaminen

Tässä työn osassa on tarpeen mitata annosnopeuden riippuvuutta etäisyydestä lähteeseen käyttämällä kolmea eri annosmittaria vuorotellen olosuhteissa, joissa lähteen säiliössä on avoin ja suljettu kollimaattori.

Avoimella kollimaattorilla gammasäteilyssä oleva ilmaisin "näkee" pistelähteen suoraan ja rekisteröi sen suoran säteilyn. Ilman imeytyminen ja sironta lyhyillä etäisyyksillä voidaan jättää huomiotta, joten tässä tapauksessa käänteinen neliölaki: säteilyn intensiteetti tyhjiössä on kääntäen verrannollinen pisteisotrooppisen lähteen etäisyyden neliöön, esimerkiksi:

1/2 = (r2/r1)2.

Suljetulla kollimaattorilla Ilmaisin rekisteröi säteilyn, joka on merkittävästi vaimentunut (kerroin 300 tai enemmän) ja hajallaan lyijysuojukseen. Sironneen säteilyn lähde on säiliön koko pinta, joten lähdettä ei voida enää pitää pistelähteenä ja käänteinen neliölaki voi olla voimassa vain suurilla etäisyyksillä siitä.

Mittauksia varten valitun annosmittarin anturi on asennettu vaunuun, joka liikkuu senttimetrin jakoa pitkin olevaa viivainta pitkin. On suositeltavaa aloittaa kaukaa (r = 150 cm) ja sitten vähitellen tuoda ilmaisin lähemmäs lähdettä, löytää raja, jossa laite ei mene pois mittakaavasta. Ota 4–5 annosnopeuslukemaa eri etäisyyksiltä valitulla alueella ja vähennä niistä tausta . Merkitse etäisyyksien ja annosnopeuksien arvot havaintolokiin (taulukko 2.2). Dosimetrilukemat tulee muuntaa päiväkirjassa DER-yksiköiksi (µSv/h), jos laite on kalibroitu muilla yksiköillä.

Mittaukset tulee toistaa useilla instrumenteilla kollimaattorin ollessa auki ja kiinni. Samalla on otettava huomioon, että annosmittareiden erilaisen herkkyyden vuoksi osa niistä voi "poistua asteikosta" avoimessa säteessä, kun taas toiset eivät näytä mitään suljettuna. UIM-2-2-laite, joka on kalibroitu yksiköissä s –1, mittaa fotonivirtaa anturin (F) läpi ja on ns. radiometri. Jos haluat muuntaa sen lukemat annosnopeusyksiköiksi, sinun tulee käyttää työpöydällä olevia kalibrointiriippuvuuksia.

DER:n etäisyyden riippuvuuden mittaustulokset tulee esittää kahdella kaaviolla (toinen avoimelle kollimaattorille, toinen suljetulle kollimaattorille). Jokaiseen niistä sovelletaan 3 käyrää, jotka tasoittavat koepisteitä.

Taulukko 2.2. Annosekvivalenttinopeuden loki

merkintä:*:llä merkityistä merkinnöistä tulee vähentää luonnollinen tausta.

2.4. Annosnopeuden laskenta lähdetoiminnan perusteella

Annosnopeuslaskelmat suoritetaan kätevästi taulukon muodossa. 2.3.

Taulukko 2.3. Päiväkirja annosnopeuslaskelmia varten

MUTTA = ao/ 2n , (2.2)

missä n on niiden puoliintumisaikojen lukumäärä, jotka ovat kuluneet lähteen metrologisen sertifioinnin päivämäärästä kokeen päivämäärään: n = (t - To) / T 1/2

t on kokeen nykyinen päivämäärä, To on sertifiointipäivä, T 1/2 on puoliintumisaika (n on oltava dimensioimaton); ao on lähteen alkuperäinen toiminta passin mukaan (tiedot otettu laboratoriojulisteesta).

2. Laske samalla tavalla uudelleen passin altistusannosnopeus koepäivänä 1 m etäisyydellä lähteestä, joka on merkitty laboratorion julisteeseen sen sertifiointipäivänä. Muunna se ekvivalenttiannosnopeusyksiköiksi (µSv/h).

3. Laske DER-arvot eri etäisyyksillä lähteestä suojasäiliön ulkopuolella – o (r), µSv/h. Laskennassa käytetään käänteistä neliölakia: pisteisotrooppisen lähteen annosnopeus on suoraan verrannollinen sen aktiivisuuteen ja kääntäen verrannollinen siihen etäisyyden neliöön:

G · MUTTA/r 2, nGy /s, (2.3)

missä on absorboitunut annosnopeus, nGy/s; G on radionuklidin gammavakio, nGy × m 2 / (s × GBq); MUTTA on lähdeaktiivisuus, GBq; r – etäisyys, m.

Ekvivalenttiannosnopeuden (µSv/h) määrittämiseksi kaavaan lisätään säteilyn painotuskerroin W R , joka on yhtä suuri kuin yksi gammasäteilylle, ja muuntokerroin 3,6 = 3600/1000:

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

Kaavan (2.4) mukaiset laskelmat tulee kirjoittaa taulukon 2.3 riville numerolla 2.

Jos etäisyys r = 1 m, vertaa DER-arvoa vaiheessa 2 saatuun passin arvoon.

4. Tee korjaus ilman gammasäteilyn vaimennusta varten. Ilmakerroksen paksuudeksi otetaan etäisyys lähteestä ilmaisimeen, x = r.

Ilmakerroksen, jonka paksuus on x V cm, heikkenemisen moninkertaisuus on

K = exp (μ B x B) / B ∞ ,

jossa μ V on lineaarinen ilmanvaimennuskerroin, riippuen gammasäteiden energiasta, cm–1; В ∞ on akkumulaatiokerroin äärettömässä geometriassa, joka ottaa huomioon ilman sironneen säteilyn osuuden (riippuu gammasäteiden energiasta ja tulosta μх). Nämä arvot on otettu lähteen gammasäteilyenergian taulukoiden A.1 ja A.2 mukaisesti.

DER eri etäisyyksillä, ottaen huomioon vaimennus ilmassa 1 = o / K, tulee kirjoittaa taulukon 2.3 6. riville.

5. Laske DER-arvot samoilla etäisyyksillä tapauksessa, jossa lähde on suljetussa lyijysäiliössä (lyijysuojuksen geometriaa voidaan pitää esteenä). Lyijysuojan heikkenemisen moninkertaisuus paksuudella x P b = 10,5 cm on

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

jossa μ R b on lyijyn lineaarinen vaimennuskerroin, joka on otettu gammasäteiden energiasta (taulukko A.1); В Р b on lyijyn kertymäkerroin äärettömälle geometrialle taulukon P.2 mukaisesti otettuna ja d on estegeometrian korjaus (riippuu vain gammasäteiden energiasta), otettuna taulukon P.3 mukaisesti. DER ottaen huomioon vaimennus johdossa 2 = 1 / К Р b tulee kirjoittaa taulukon 2.3 8. riville.

6. Taulukon 2.3 mukaisten laskelmien tulokset tulee piirtää kahdelle vastaavalle käyrälle, jotka on saatu mittaamalla DER etäisyydeltä: toinen kuvaaja suojaamattoman lähteen tapauksessa - 1 (r), toinen lähteelle, joka on sijoitettu säiliö - 2 (r). Dosimetrilukemien ja laskelmien yhteensovittamisen helpottamiseksi taulukon 2.2 kokeelliset pisteet tulee esittää kaavioissa.

7. Tämän työn osan päätelmien tulisi olla:

Muotoile säteilyn vaimenemisen laki etäisyyden kasvaessa lähteestä;

pohtia mahdollisia syitä laitteen lukemien poikkeamat lasketuista arvoista;

Arvioi ilman imemiskyky;

testikysymykset

1. Ionisoivan säteilyn vaikutukset ihmiskehoon.

2. Säteilyn deterministiset vaikutukset, kehitysmekanismi.

3. Säteilyn stokastiset vaikutukset, kehitysmekanismi.

4. Säteilyn suorat ja epäsuorat vaikutukset biologiseen kudokseen.

5. Absorboitunut ja ekvivalenttiannos - määritelmä, mittayksiköt.

6. Tehokas annos, laajuus.

7. Kollektiivinen annos ja kollektiivinen vahinko.

8. Annosnopeus. Luonnollinen säteilytausta.

9. Säteilyturvallisuuden tavoitteet ja keinot niiden saavuttamiseen.

10. Säteilyturvallisuuden varmistamisen periaatteet.

11. Oikeudenmukaisuuden periaate.

12. Sääntelyperiaate.

13. Optimoinnin periaate.

14 NRB-99:ssä huomioon otettavat ihmisten altistumisen tyypit.

15. Valvonnasta ja kirjanpidosta vapautetut säteilylähteet.

16. Perusannosrajat - käsitteen määritelmä ja sisältö.

17. Ulkoisen teknogeenisen altistuksen sallitut tasot - yhteys pääannosrajoihin.

18. Lähteen gammavakio. Suhde pisteisotrooppisen γ-säteilyn lähteen tuottaman annosnopeuden, aktiivisuuden ja etäisyyden välillä.

19. Laki säteilyn vaimenemisesta etäisyydellä.

20. Aineen säteilyn vaimenemisen laki.

21. Tässä työssä käytettyjen laitteiden tarkoitus, toimintaperiaate ja pääominaisuudet. Näiden laitteiden mahdolliset käyttöalueet.

22. Ajan, etäisyyden ja näytöille altistumisen periaatteet.

23. Arvioitu altistusaika ja sallittu annosnopeus.

24. Sallittu käyttöaika säteilylähteen kanssa (milloin se tulee arvioida ja miten).

Bibliografinen luettelo

2. Liittovaltion Laki "Väestön säteilyturvallisuudesta". nro 3-FZ, päivätty 09.01.1996.

3. Normit säteilyturvallisuus / NRB-99. - M.: Venäjän federaation terveysministeriön TsSEN, 1999. - 116 s.

4. Main terveyssäännöt säteilyturvallisuuden varmistamiseksi / OSPORB-99. - M.: Venäjän federaation terveysministeriön TsSEN, 2000. - 132 s.

5. Kutkov, V.A. Perussäännökset ja vaatimukset normatiiviset asiakirjat ydinvoimalaitosten säteilyturvallisuuden varmistamisessa: oppikirja / V.A. Kutkov [ja muut] - M: Izd. OIATE, 2002. - 292 s.

6. Kozlov, V.F. Säteilyturvallisuuden hakuteos / V.F.Kozlov. – M.: Energoatomizdat, 1999. – 520 s.

7. Normit säteilyturvallisuus NRB-76/87 ja radioaktiivisten aineiden ja muiden ionisoivan säteilyn lähteiden kanssa työskentelyn perusterveyssäännöt OSP-72/87 / Neuvostoliiton terveysministeriö. – M.: Energoatomizdat, 1988. – 160 s.

8. Golubev, B.P. Dosimetria ja suoja ionisoivalta säteilyltä / B.P. Golubev. – M.: Energoatomizdat, 1986. – 464 s.

Sovellus

Taulukko A.1. Lineaariset vaimennuskertoimet μ , cm–1, joillekin aineille fotonisäteilyn energiasta riippuen

Taulukko A.2. Annoksen kertymiskertoimet äärettömässä geometriassa B ∞

pisteisotrooppiselle lähteelle

Taulukko A.3. Muutos taulukkoon A.2 kumulaatiokertoimen laskemiseksi AT b pisteisotrooppinen lähde estegeometriassa ( d = B b/c ∞ )

1. SÄTEILYTURVALLISUUDEN PERUSTEET……………….…………….3

1.1. Ionisoivan säteilyn biologinen vaikutus……………………………..3

1.2. Ihmisen altistumisen kynnys- ja ei-kynnysvaikutukset…………….…5

1.3. Dosimetriset perussuureet ja niiden mittayksiköt………………………………………………………………………………..12

1.4. NRB-99:n säteilyturvallisuusstandardien perusmääräykset…………15

2.1. Valmistautuminen työhön…………………………………………………………..18

2.2. Säteilyturvallisuuden arviointi lähteen kanssa työskennellessä……….….19

2.3. Annosnopeuden etäisyysriippuvuuden poistaminen…………………………..21

2.4. Annosnopeuden laskeminen lähteen aktiivisuuden mukaan……………………………..23

Valvontakysymykset……………………………………………………………………..25

Bibliografinen luettelo………………………………………………………………26

Hakemus……………………………………………………………………………..26

Kansainvälinen säteilysuojelukomissio perustettiin vuonna 1928. 2. kansainvälisessä radiologian kongressissa. Yhdessä International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU, 1925) kanssa kokoaa yhteen säteilymittausten, säteilyn biologisten vaikutusten, dosimetrian ja säteilyturvallisuuden asiantuntijoita.

YK:n atomisäteilyn vaikutuksia käsittelevä tiedekomitea. YK perusti vuonna 1955 arvioimaan ionisoivalle säteilylle altistumisen terveysvaikutuksia.

Ulkoisen gammasäteilyn vaikutuksen vähentämiseksi maailmanlaajuisesti käytetään kolmea päämenetelmää:

Aika;
Etäisyys;
Suojaus (suojauksen asennus).

Aika

ANNOS = ANNOSNOPEUS * AIKA

Yksi säteilyannokseen vaikuttavista tekijöistä on aika.

Riippuvuus on yksinkertainen: vähemmän aikaa tekoälyn vaikutukset kehoon - pienempi annos.

Karkea laskelma voi auttaa määrittämään annoksen, jonka työntekijä saa tietyn ajanjakson aikana, tai kuinka kauan hän voi viipyä työpaikalla ilman, että annosnopeus pienenee.

Esimerkiksi:

Työntekijä tulee tekemään työtä, joka kestää noin puolitoista tuntia. Työpaikan annosnopeus on 1,0 mSv/h (mSv/h). Määritä odotettu säteilyannos.

ANNOS = ANNOSNOPEUS * AIKA = 1,0 mSv/h (mSv/h) * 1,5 h (h) = 1,5 mSv (mSv).

Vastaus: sitoutunut annos olisi 1,5 mSv (mSv).

Jos työntekijä työskentelee nopeammin ja saa työn valmiiksi tunnissa, hän pienentää annoksen arvoon 1,0 mSv (mSv): (1,0 mSv/h * 1,0 h = 1,0 mSv).

Jos tauko työstä on tarpeen (lepoa varten jne.), työntekijän tulee siirtyä pois tekoälyn vaikutusalueelta paikkaan, jossa säteilytaso on mahdollisimman alhainen.

Etäisyys

Säteilyannoksen laskentakaavan perusteella:

ANNOS = ANNOSNOPEUS * AIKA

Pieni annosnopeus tarkoittaa pientä säteilyannosta. Kaikkien tekoälylähteiden ominaisuus on, että annosnopeus pienenee etäisyyden myötä.

Säteilylähteellä voi olla erilainen konfiguraatio: piste-, tilavuus-, pinta- tai viivalähde.

Pistelähteestä tuleva säteily vähenee etäisyyden neliön myötä. Esimerkiksi:

Annosnopeus yhden metrin etäisyydellä lähteestä on -9 mSv/h (mSv/h). Jos työntekijä lisää etäisyyttä kolmeen metriin, annosnopeus pienenee arvoon 1 mSv/h (mSv/h).

Useimmat säteilylähteet eivät kuitenkaan ole pistelähteitä. Lineaarisia lähteitä on paljon, on myös suuria tilavuuslähteitä, kuten radioaktiivisia säiliöitä ja lämmönvaihtimia.

Linjalähteillä ja suurilla lähteillä annosnopeus pienenee suhteessa etäisyyteen.

Yhden metrin etäisyydellä lähteestä annosnopeus on 9 mSv/h (mSv/h). Kolmen metrin etäisyydellä se on - 3 mSv / h (mSv / h).

Kun etäisyys IR-lähteestä kasvaa, myös annosnopeus pienenee.

Yksinkertainen ja tehokas toimenpide suoja tekoälyltä - olla mahdollisimman kaukana ionisoivan säteilyn lähteestä.

Suojaus (suojaus)

Säteilyannoksen laskentakaavan perusteella:

ANNOS = ANNOSNOPEUS * AIKA

Kuten edellä mainittiin, annosnopeus, jolle työntekijä altistuu, määrää hänen saamansa säteilyannoksen. Mitä pienempi annosnopeus, sitä pienempi säteilyannos.

Annosnopeutta voidaan pienentää asentamalla suojaus (suojaus), koska mikä tahansa aine imee säteilyenergiaa säteilytettynä. Siksi työntekijä altistuu vähemmän säteilylle, jos hänen ja säteilylähteen välillä on suoja.

Kiinnitä huomiota alfa-, beeta- ja gammasäteilyn vaikutuksiin ohut paperiarkki. Kuten tiedätte, alfasäteilyn kantama on melko lyhyt. Se pysähtyy ohuella ihokerroksella, erityisesti paperiarkilla. Beeta- ja gammasäteily ei pysäytä paperiarkkia.

Pleksilasi(katso kuva 7.8) pysäyttää beeta-emission kokonaan. Gammasäteet vaimentuvat jonkin verran, mutta yleensä ne kulkevat pleksilasin läpi vapaasti.

Seuraava suojatyyppi on lyijysuojaverkko. Täällä gammasäteily vähenee, mutta se ei pysähdy kokonaan.

Gammasäteilyä, ydinvoimalaitoksen yleisintä säteilyä, ei voida täysin suojata, sitä voidaan vain vähentää. Parhaat suojamateriaalit ovat betoni ja vesi.

Suojakalvon optimaalinen paksuus riippuu säteilyn energiasta ja säteilylähteen aktiivisuudesta. Suojauksen paksuuden laskeminen on melko monimutkaista, mutta voit käyttää "nyrkkisääntöä".
1 senttimetri lyijyä puolittaa gammasäteilyn (koboltti-60) annosnopeuden.
5 senttimetriä betonia puolittaa gammasäteilyn (koboltti-60) annosnopeuden.
10 senttimetriä vettä puolittaa gammasäteilyn (koboltti-60) annosnopeuden.

Suojaseulojen sijoittaminen ja poistaminen suoritetaan Valko-Venäjän tasavallan palvelun luvalla ja ohjauksessa!