М.И. Афанасов и др. - Основы радиохимии и радиоэкологии (Практикум) (2008) (1133848), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Это связано тем, что на облучаемый объект за экраном падает так называемый «широкий пучок», в состав которого кроме первичного излучения γисточника (узкий пучок) входит также γ–излучение, рассеянное материалом защиты иувеличивающее мощность дозы. В случае моноэнергетического излучения доза (ваГр) на внутренней поверхности экрана равнаAГ в t − μ d⋅ BDe(4.18),r2где А – активность источника (Бк), Γв - керма-постоянная (табл.
П.7), r – расстояние от источника (м), t – время облучения в с, ВD – фактор накопления дозы, который зависит отэнергии фотонов Eγ, материала защиты и толщины экрана, выраженной в безразмерных единицах μd (табл.П.9, П.10); остальные обозначения в (4.17).D шир = D узк + D расс = D 0 e − μd + D расс = D 0 e − μd ⋅ B D =Для источника, спектр которого состоит из нескольких линий:A⋅tD шир =p Γ ∗ e − μ i d ⋅ B D , i = ∑ D 0, i e − μ i d ⋅ B D , i2 ∑ i в, irii(4.19),где для компоненты спектра с энергией Eγ,i: pi-выход на распад, Γв∗, i – нормализованная парциальная керма-постоянная (табл. П.8), μi - коэффициент ослабления (табл.
П.5), D0,i – доза,создаваемая при d=0, BD,i – фактор накопления (табл.П.9).Изменив размерности А, Γв, t и r, можно получить аналогичные (4.18, 4.19) выражения для экспозиционной дозы.Уравнения (4.18, 4.19) позволяют определить, во сколько раз экран известной толщины d уменьшает уровень облучения. Однако рассчитать толщину экрана, обеспечивающего заданную кратность ослабления, можно только методом «последовательных приближений», так как значение ВD зависит от искомой величины d и не можетбыть заранее учтено.Проектирование защиты от проводят с коэффициентом запаса по мощности эквивалентной дозы, равным 2. Таким образом, мощность дозы на поверхности защиты недолжна превышать значения 6 мкЗв/ч (36 мкЗв за день). На практике для расчета защиты обычно используют таблицу Н.Г. Гусева (табл. П.
11), составленную численным моделированием для широкого пучка фотонного излучения с учетом дозового40фактора накопления. Для источника моноэнергетического излучения Еγ, используя(4.13) или (4.15), вычисляют дозу (D0 и H0) в отсутствие защиты и определяют кратность ее ослабления до предельно допустимого уровня: k = 2(H0/Hпд). В табл. П.11 находят толщину защиты, соответствующей значениям k и Еγ .В тех случаях, когда источник имеет сложный спектр излучения, защиту рассчитывают методом «конкурирующих линий».
Прежде всего, оценив значения p i Γв∗, i (см.4.11, 4.12), выбирают в спектре несколько линий Eγ,i, которые вносят заметный вкладв дозу. Затем рассчитывают кратности ослабления ki для доз, создаваемых каждойвыбранной компонентой.H 0, iГ в, iH Г в, iki = 2=2 0=kH пдH пд Г вГв(4.20), где H0,i – доза, создаваемая фотонами Eγ,i при d=0; Гв,i и Гв – парциальная и полнаякерма-постоянные; ki и k –кратности ослабления i–той линии и всего спектра, соответственно.Далее для каждой линии Eγ,i по значению ki находят необходимую толщину защитыdi.
Выбирают главную линию (требующую наибольшей защиты dг) и конкурирующую линию (следующая за наибольшей толщина защиты dк). Кратности ослабленияэтих линий (kг и kк) удваивают, по таблице находят новые значения dг′ и dк′ (для 2 kги 2 kк, соответственно). По разности (dг′- dг = Δ½,г) и (dк′ - dк = Δ½,к) определяют слоиполуослабления для главной и конкурирующей линий и выбирают наибольшее издвух значений Δ½.
Окончательно толщину защиты d находят из соотношений:если(dг -dк ) = 0d = d г + Δ½ ,d = d к + Δ½ ,если 0 < (dг - dк ) < Δ½если(dг - dк ) >Δ½d = dг,4.2. Измерение мощности дозы гамма-излучения и расчет защитыЦель работы− измерение мощности дозы, создаваемой источником γ-излучения на различныхрасстояниях;− расчет допустимого времени работы с источником без защитного экрана;− определение активности источника;− расчет толщины защитного экрана.Оборудование и препаратыКонтейнер с источником γ-излучения (137Cs); дозиметр ДРГ-05; рулетка;Выполнение работы1.
Знакомятся с инструкцией по работе с дозиметром ДРГ-05 и готовят его к измерениям.2. Измеряют мощность экспозиционной дозы Рэ источника 137Cs, установленного нарабочем столе сотрудниками практикума, на расстоянии r от 5 до 1 м (с шагом 50см). Натянутая лента рулетки является направляющей, вдоль которой перемещаютдатчик дозиметра. В каждой точке проводят три последовательных измерения (с интервалом в 5÷10 с), в табл. 4.2.1 вносят среднее арифметическое значение Рэ (мкР/с).Отмечают общее время выполнения этой части работы tобл (время облучения).413.
По результатам измерения Рэ на расстоянии 100, 200 и 500 см определяют, согласно (4.16), допустимое время работы с источником tпд в предположении равенствазначений экспозиционной и эквивалентной доз. Для студентов (персонал группы Б)дневная допустимая доза составляет одну четвертую часть от 7,2 мбэр (72 мкЗв).Оценивают дозу, полученную при проведении измерений, считая, что в каждой из 9точек учащийся находился в течение 1 t обл .9n/nr, см12…9500450…100Pэ, мкР/сtпд, с210 ·Pэ, Р/чТаблица 4.2.110 ·(1/r ), см−2624. Строят график зависимости Рэ от 1/r2 и, в соответствии с уравнением (4.15), рассчитывают активность источника А в мКи.5.
Предполагая, что работа с источником будет проводиться ежедневно в течение 1 чна расстоянии 1 м, определяют толщину свинцового экрана, уменьшающего облучение до предельно допустимого уровня (табл. П.11).РАБОТА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ РАДИОАКТИВНЫМИВЕЩЕСТВАМИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙПри работе с радиоактивными изотопами в радиохимической лаборатории (практикуме), в соответствии с основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99 [6]), необходимо регулярно проверять степень загрязненности различных поверхностей, на которые могли попасть радиоактивныевещества. Уровень загрязненности определяется по выходу α- или β-частиц в верхнюю полусферу над 1см2 поверхности (част/см2⋅мин).
Различают нефиксированную(снимаемую), неснимаемую и общую (суммарную) загрязненность. Уровни загрязнения рук, перчаток, спецодежды, оборудования, поверхности столов и т.д. нормируются, исходя из потенциальной опасности попадания радионуклидов внутрь организма(НРБ-99; табл. 5.1). Поэтому допустимое количество радиоактивных ядер на 1 см2 поверхности во много раз меньше того количества, которое может создать предельнодопустимую дозу внешнего облучения (см.
уравнения (4.5, 4.6)).Приборы, с помощью которых обнаруживают и измеряют радиоактивные загрязнения, называются радиометрами. Уровень общей загрязненности (Fзагр) определяютпереносными приборами по регистрируемой активности 1см2 поверхности с учетомкоэффициента счета Kсч:42Fзагр =(I с, загр − I ф )Sд(5.1),K счгде Iс,загр и Iф –скорость счета(∗) загрязненной поверхности и фона, соответственно (вимп/мин); Sд – площадь окна детектора в см2.Для определения коэффициента счета проводится калибровка радиометра по излучению эталонных источников. Коэффициент Kсч равен отношению числа частиц,испускаемым эталоном в минуту в угол 2π (Fэт(2π), паспортные данные), к скоростисчета (Iс,эт−Iф), измеренной при наложении эталона на окно детектора:Fэт ( 2 π)(при Sд≥Sэт)(5.2)( I c, эт − I ф )Коэффициент счета для конкретного изотопа определяется по графику зависимостиKсч от Eβ,max, который строят по результатам измерений нескольких эталонов.Таблица 5.1Допустимые уровни радиоактивного загрязнения поверхностей (част/см2⋅мин)K сч =Объект загрязненияАльфа-активные нуклиды*отдельные**Неповрежденная кожа, полотенца,внутренняя поверхность лицевых частей средств индивидуальной защиты иперчатокпрочиеБета-активныенуклиды22200***5202000Поверхности помещений постоянногопребывания персонала и находящегосяв них оборудования5202000Поверхности помещений периодического пребывания персонала и находящегося в них оборудования5020010000Основная спецодежда, внутренняя поверхность дополнительных средствиндивидуальной защиты, спецобувь* для поверхностей рабочих помещений и оборудования нормируется снимаемое (нефиксированное) загрязнение; для остальных поверхностей – суммарное (снимаемое и неснимаемое) загрязнение;** альфа-активные нуклиды, допустимая объемная активность которых в воздухе рабочихпомещений ДОА < 0,3 Бк/м3 (232Th, 241Am и др.);*** для равновесной смеси изотопов 90Sr + 90Y не более 40 част/см2⋅мин.∗Поправку на разрешающее время детекторов со счетчиками Гейгера-Мюллера в регистрируемую скорость счета обычно не вводят, так как величина Iс в уравнениях (5.1; 5.3),как правило, меньше 10000 имп/мин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
