Книга хз0561.1-из интернета (559875), страница 68
Текст из файла (страница 68)
при наличии защиты
где δ – линейный коэффициент ослабления.
Определяя коэффициент защиты в виде kw=D+/D- находят эффективность защиты
e=10lgkw≈4,34бh
Чтобы учесть рассеянное излучение, мощность поглощенной дозы представляют в виде суммы
где D и B – соответственно мощность дозы нерассеянного излучения при наличии защиты и некоторая прибавка к этой мощности, учитывающая наличие рассеянного излучения; безразмерная величина В = B(δh,ε,z) называется фактором накопления. Фактор накопления зависит от всех характеристик источника и защитной среды, в том числе от толщины экрана. Его обычно определяют экспериментально и представляют в виде В = (1+ΔD˜/D˜), где ε и z – соответственно энергия у-квантов и атомный номер защитной среды. В табл. 6.12 приведены значения фактора накопления и линейного коэффициента ослабления для некоторых материалов. С учетом рассеянного излучения коэффициент и эффективность защиты равны:
В качестве примера вычислим коэффициент и эффективность защиты для свинцового экрана толщиной h= 13 см при работе с точечным радионуклидным источником. Пользуясь табл. 6.12, определяем, что без учета рассеянного излучения е = 4,34 0,77 • 13,0 = 43,4 дБ {kw » 2,2 • 104), а с учетом рассеянного излучения е = 43,4-–101g3,74 ≈ 37,7 дБ (kw » 5.9 • 103).
Для случая, когда линия И–П (см. рис. 6.55) нормальна к поверхности защитного устройства (экрана).
Таблица 6.12. Фактор накопления линейный коэффициент ослабления некоторых материалов, используемых при защите от излучений
Материал | е=4МэВ | 8, см-1 | Дозовый фактор накопления В при δh | |||
I | 4 | 10 | 20 | |||
Вода | 0,05 | 0,20 | 4,42 | 22,6 | 90,9 | 323 |
0,50 | 0,10 | 2,44 | 12,8 | 62,9 | 252 | |
1,00 | 0,07 | 2,08 | 7,68 | 26,1 | 74,0 | |
5,00 | 0,03 | 1,57 | 3,16 | 6,27 | 11,41 | |
10,00 | 0,02 | 1,37 | 2,25 | 3.86 | 6,38 | |
Алюминий | 0,05 | 0,86 | 1,70 | 6,20 | 12 | 19 |
0,50 | 0,22 | 2,37 | 9,47 | 38,9 | 141 | |
1,00 | 0,16 | 2,02 | 6,57 | 21.2 | 58,5 | |
5,00 | 0,08 | 1,48 | 2,96 | 6,19 | 11,9 | |
10,00 | 0,06 | 1,28 | 2,12 | 3,96 | 7,32 | |
Свинец | 0,05 | 82.1 | – | – | – | – |
0,50 | 1,70 | 1,24 | 1,69 | 2,27 | 2,73 | |
1,00 | 0,77 | 1,37 | 2,26 | 3,74 | 5,86 | |
5,10 | 0,48 | 1,21 | 2,08 | 5,55 | 23,6 | |
10,00 | 0,55 | 1,11 | 1,58 | 4,34 | 39,2 |
Защита от нейтронного излучения. Пространственное распределение плотности потока (мощности дозы) нейтронов в большинстве случаев можно описать экспериментальной зависимостью φ = φ0с8h. В расчетах вместо линейного коэффициента ослабления δ часто используют массовый коэффициент ослабления δ=δ/p, где р–плотность защитной среды. Тогда произведение 6h может быть представлено в виде δh=δ*∙(ph)=δ*m* где m, –поверхностная плотность экрана. С учетом этого
где L и L* – соответственно линейная и массовая длина релаксации нейтронов в среде. На длине релаксации, т. е. при h = L или при m* = L*, плотность потока (мощность дозы) нейтронов ослабляется в е раз (kw = е). Некоторые значения т* и L*, для разных защитных сред даны в табл. 6.13.
Таблица 6.13. Длины релаксации нейтронов в среде в зависимости от среды и энергии нейтронов
Среда | ε=4МэВ | ε=14... 15 МэВ | ||||
m* г/см2 | L* r/см2 | Θ | m* , г/см2 | L* г/см2 | Θ | |
Вода Углерод Железо Свинец | 90 118 350 565 | 6,2 19 59,5 169 | 5,4 1,4 4,9 4,0 | 120 118 430 620 | 14,2 32,9 64,2 173 | 3 1,3 2,7 2,9 |
Так как длина релаксации зависит от толщины защиты, плотность потока (мощность дозы) нейтронов обычно определяют по формуле
где ∆ hi и т – соответственно толщина i-го слоя защиты, при которой длина релаксации может быть принята постоянной, равной Li, и число слоев, на которые разбита защита.
На начальном участке толщиной (2...3)L закон ослабления может отличаться от экспоненциального, что учитывают коэффициентом θ (см. табл. 6.13), на который умножаются правые части соотношений (6.68) и (6.69).
При проектировании защиты от нейтронного излучения необходимо учитывать, что процесс поглощения эффективен для тепловых, медленных и резонансных нейтронов, поэтому быстрые нейтроны должны быть предварительно замедлены. Тяжелые материалы хорошо ослабляют быстрые нейтроны. Промежуточные нейтроны эффективнее ослаблять водородосодержащими веществами. Это означает, что следует искать такую комбинацию тяжелых и водородосодсржащих веществ, которые давали бы наибольшую эффективность (например, используют комбинации Н2О + Fe, Н2О + Pb).
Защита от заряженных частиц. Для защиты от α и β-частиц излучения достаточно иметь толщину экрана, удовлетворяющую неравенству: h > Ri,, где Ri, – максимальная длина пробега α (i = α) или β(i = β) частиц в материале экрана. Длину пробега рассчитывают по эмпирическим формулам. Пробег Rα-частиц (см) при энергии ε= 3...7 МэВ и плотности материала экрана ρ(г/см3)
Максимальный пробег β-частиц
2,5ε в экране из аллюминия
450ε в воздухе
Обычно слой воздуха в 10 см, тонкая фольга, одежда полностью экранируют α-частицы, а экран из алюминия, плексигласа, стекла толщиной несколько миллиметров полностью экранируют поток β-частиц. Однако при энергии β-частиц ε> 2 МэВ существенную роль начинает играть тормозное излучение, которое требует более усиленной защиты.
7. СРЕДСТВА ИВДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
На ряде предприятий существуют такие виды работ или условия труда, при которых работающий может получить травму или иное воздействие, опасное для здоровья. Еще более опасные условия для людей могут возникнуть при авариях и ликвидации их последствий. В этих случаях для защиты человека необходимо применять средства индивидуальной защиты (СИЗ). Их использование должно обеспечивать максимальную безопасность, а неудобства, связанные с их применением, должны быть сведены к минимуму. Это достигается соблюдением инструкций по их применению. Последние регламентируют, когда, почему и как должны применяться СИЗ, каков должен быть уход за ними.
Номенклатура СИЗ включает обширный перечень средств, применяемых в производственных условиях (СИЗ повседневного использования), а также средств, используемых в чрезвычайных ситуациях (СИЗ кратковременного использования). В последних случаях применяют преимущественно изолирующие средства индивидуальной защиты (ИСИЗ).
При выполнении ряда производственных операций (в литейном производстве, в гальванических цехах, при погрузке и разгрузке, механической обработке и т. п.) необходимо носить спецодежду (костюмы, комбинезоны и др.), сшитую из специальных материалов для обеспечения безопасности от воздействий различных веществ и материалов, с которыми приходится работать, теплового и других излучений. Требования, предъявляемые к спецодежде, заключаются в обеспечении наибольшего комфорта для человека, а также желаемой безопасности. При некоторых видах работ для предохранения спецодежды могут использоваться фартуки, например, в работе с охлаждающими и смазочными материалами, при тепловых воздействиях и т. д. В других условиях возможно применение специальных нарукавников.
Во избежание травм стоп и пальцев ног необходимо носить защитную обувь (сапоги, ботинки). Ее применяют при следующих работах: с тяжелыми предметами; в строительстве; в условиях, где существует риск падения предметов; в литейном, кузнечном, сталелитейном производствах и т. п.; в помещениях, где полы залиты водой, маслом и др.
Некоторые типы спецобуви снабжены усиленной подошвой, предохраняющей стопу от острых предметов (таких, как торчащий гвоздь). Обувь со специальными подметками предназначена для тех условий труда, при которых существует риск травмы при падении на скользком льду, залитым водой и маслом. Находит применение специальная виброзащитная обувь.
Для защиты рук при работах в гальванических цехах, литейном производстве, при механической обработке металлов, древесины, при погрузного-разгрузочных работах и т. п. необходимо использовать специальные рукавицы или перчатки. Защита рук от вибраций достигается применением рукавиц из упругодемпфирующего материала.