11

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра «Экология и безопасность жизнедеятельности»

С.М. Кривенцов

Методические указания по проведению практического занятия

«Нормирование ионизирующих излучений»

Методические указания рассмотрены и одобрены

на заседании кафедры ТИ-5 от «30 » октября 2008 г,

протокол № 9

Москва, 2008 г

МГУПИ

Кафедра "Экология и безопасность жизнедеятельности"

Задание

по практическому занятию "Нормирование ионизирующих излучений"

Исходные материалы - варианты практических занятий (см. табл. вариантов) и методические указания (см. Кривенцов С.М. мето­дические указания "Нормирование ионизирующих излучений")

Порядок выполнения:

- выбрать вариант;

- ознакомиться с методикой проведения практического занятия;

- выполнить задание;

- оформить отчет на листах формата А4.

Титульный лист отчета:

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра "Экология и безопасность жизнедеятельности"

Отчет

по практическому занятию

«Нормирование ионизирующих излучений»

Студент ___________ шифр__________ Группа__________

(инициалы, фамилия)

Вариант__________ Ф.И.О. преподавателя_______________

Подпись студента___________ Подпись преподавателя________

Дата__________

Москва, 200_ г.

Методические указания по выполнению практического занятия «Нормирование ионизирующих излучений»

1.Основные положения

Ионизирующим излучением называется излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов разных знаков.

К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные излучения (альфа-, бета-, нейтронное, поток заряженных частиц) и электромагнитные излучения (гамма-, рентгеновское излучение).

При воздействии ионизирующих излучений на живой организм поглощается энергия, вследствие чего возникают возбуждения и ионизация атомов облучаемого вещества, что может привести к отрицательным последствиям.

2. Нормирование ионизирующих излучений

Нормы радиационной безопасности установлены НРБ-99[1], которыми регламентированы:

1) Категории облучаемых лиц:

Персонал - лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б).

Население – все лица, включая персонал, находящиеся вне работы с источниками ионизирующего излучения.

2) Основные пределы доз (ПД).

Предел дозы (ПД) – величина годовой эффективной или эквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы.

Основные пределы доз (ПД) приведены в таблице1.

Таблица 1 - Основные пределы доз

Нормируемые величины*	Пределы доз
	Персонал (группа А)**	Население
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год	1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год: в хрусталике глаза	150 мЗв	15 мЗв
коже	500 мЗв	50 мЗв
кистях и стопах	500 мЗв	50 мЗв

* Допускается одновременное облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам.

** Основные пределы доз облучения персонала группы Б равны ¼ значений для персонала группы А.

Эквивалентная доза (Н) – поглощенная доза в органе или ткани умноженная на взвешивающий коэффициент коэффициент, учитывающий биологическое действие различных ионизирующих излучений на организм человека.

Единица измерения эквивалентной дозы – Зиверт (Зв).

Эффективная доза (Е) – сумма произведений эквивалентных доз в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты (Wт). Эффективная доза используется как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных органов и тканей с учетом их различной радиочувствительности. Эффективная доза рассчитывается по формуле:

(1)

где Н_Т – эквивалентная доза в органе или ткани;

Wт – взвешивающий коэффициент для соответствующего органа или ткани.

Wт определяет различную радиочувствительность органов и тканей к ионизирующему излучению.

Единица измерения эффективной дозы - Зиверт (Зв)

Установлены следующие взвешивающие коэффициенты ( Wт ) для органов и тканей [1]:

Гонады	0,20
Костный мозг (красный )	0,12
Толстый кишечник	0,12
Легкие	0,12
Желудок	0,12
Мочевой пузырь	0,05
Грудная железа	0,05
Печень	0,05
Пищевод	0,05
Щитовидная железа	0,05
Кожа	0,01
Клетки костных поверхностей	0,01
Остальные	0,05

Годовая эффективная (или эквивалентная) доза - сумма эффективной (или эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (или эквивалентной) дозы внутреннего облучения за этот же год, обусловленной поступлением в организм радионуклидов. При сочетании внешнего и внутреннего облучения должны соблюдаться следующие соотношения [1-2]:

эффективная доза

эквивалентная доза

где ПД_Е - предел дозы: величина предельной годовой эффективной дозы;

ПД_Н - предел дозы: величина предельной годовой эквивалентной дозы;

П_j – доза от внутреннего поступления радионуклидов;

ПГПj – предел годового поступления радионуклидов внутрь организма человека.

Предел годового поступления (ПГП) – допустимый уровень поступления данного радионуклида в организм человека в течение года, который при монофакторном воздействии приводит к облучению человека ожидаемой дозой, равной соответствующему пределу годовой дозы.

Пределы годового поступления для персонала (группы А и Б ) приведены в таблице 2, для населения – в таблице 3.

Таблица 2 - Пределы годового поступления (ПГП) для персонала, Бк/год

Радионуклид	Персонал группы А* (поступление с воздухом)
Цезий – 135	2,8*10**7
Плутоний – 241	1,3*10**5
Цирконий – 93	8*10**5
Цезий – 134	2,9*10**6
Цезий – 137	4,2*10**6

* Пределы годового поступления для персонала группы Б равны ¼ значений для персонала группы А.

Для персонала группы А и Б пределы годового поступления (ПГП) радионуклидов внутрь организма с водой и пищей не установлены.

Таблица 3 - Пределы годового поступления (ПГП) для населения, Бк/ год

Возрастная категория населения*	Радионуклид	Поступление с воздухом	Поступление с водой и пищей
Взрослые (свыше 17 лет)	Цезий – 135	1,4*10**6	5*10**5
Взрослые	Плутоний – 241	1,1*10**3	2,1*10**5
12-17 лет	Барий – 133	1,8*10**5	1,4*10**5
7-12 лет	Иод – 129	1,5*10**4	5,3*10**3
1-2 года	Натрий - 22	1,4*10**5	6,7*10**4

* Поступление радионуклидов с пищей не рассматривается у детей в возрасте менее года, поскольку они питаются преимущественно грудным молоком [1].

Доза от внутреннего облучения при поступлении радионуклидов с вдыхаемым воздухом или водой и пищей определяется по следующей формуле:

Пj = Aj * Vj * t , Бк/год (4)

где Аj - удельная активность радионуклида на единицу объема воздуха (Бк/м³), воды (Бк,л) и пищи (Бк/кг) или (Бк/л);

V j - годовой объем вдыхаемого воздуха (м³/год), воды (л/год), пищи (кг/год) или (л/год);

t - время поступления радионуклида в организм человека, год.

Данные о скорости дыхания, потреблении воды и пищи приведены таблице 4.

Таблица 4 - Данные о потреблении питьевой воды, продуктов питания и скорости дыхания

Параметр	Возрастная группа, годы
	1-2	2-7	7-12	12-17	Взрослые (свыше 17)
Молочные продукты, л/год	231	124	302	353	190
Мясные продукты, кг/год	2	27	52	63	60
Растительные продукты, кг/год: картофель	12	84	163	203	110
Питьевая вода, л/год	182	260	260	260	370
Объем воздуха для дыхания, м3/год	1900	3200	5200	7300	8100

3. Порядок выполнения работы

1. Выбрать вариант по таблице вариантов.

2. Ознакомиться с методикой.

3. В соответствии с заданным вариантом привести определение годовой эффективной или эквивалентной дозы и выбрать формулу расчета (формула (2) или (3) ). При внешнем облучении хрусталика глаза, кожного покрова, кистей и стоп расчёты производить по формуле (3), при внешнем облучении других органов и тканей – по формуле (2).

4. Определить эффективную дозу от внешнего излучения (формула (1)).

5. Определить дозу от внутреннего облучения при поступлении радионуклидов с вдыхаемым воздухом, водой и пищей (формула (4) ).

6. Сделать вывод о соответствии радиационной обстановки нормам радиационной безопасности, выполнив расчёты по формулам (2) или (3).

7. Оформить выполненное задание в виде отчета (формат А4) и предъявить преподавателю.

Список использованных источников

1. Нормы радиационной безопасности НРБ-99. – М.: Минздрав России, 1999.

2. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. 5-е изд., испр. и доп. — М.: Высш. школа, 2007. - 606 с.: ил.

Варианты выполнения практического занятия

«Нормирование ионизирующих излучений»

Вариант определяется по первой букве фамилии и последней цифре учебного шифра:

• для студентов с фамилиями, начинающимися с букв от А до З – задания соответственно с №1 до №10;

• для студентов с фамилиями, начинающимися с букв от И до П – задания соответственно с №11 до №20;

• для студентов с фамилиями, начинающимися с букв от Р до Я – задания соответственно с №21 до №30;

Вари-ант	Катего-рия облуча-емых лиц	Воз-растная катего-рия	Внешнее облучение		Внутреннее облучение
			Экви- валент- ная доза мЗв/ год	Облу-чение органа или ткани	Вид радио-нуклида	t, год	Поступ-ление с воздухом	Поступление с водой и пищей
							Удельная активность, Бк/ (м3*год)	Вид	Удель- ная актив-ность, Бк/(кг * год) или Бк/(л*год)
								Продук-тов питания
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Персонал группы А	Взрослые	50	Легкие	Цезий-135	0,1	1,5*10**4	-	-
2	Персонал группы Б	Взрослые	15	Желудок	Плутоний-241	0,2	10	-	-
3	Персонал группы А	Взрослые	70	Печень	Цирконий-93	0,3	150	-	-
4	Персонал группы Б	Взрослые	20	Легкие	Цезий-134	0,4	100	-	-
5	Персонал группы А	Взрослые	90	Желудок	Цезий-137	0,5	500	-	-
6	Население	Взрослые	10	Кожный покров	Цезий-135	0,1	800	Мясные продукты	1*10**4
7	Население	Взрослые	20	Кисти рук	Плутоний-241	0,2	0,3	Картофель	3*10**3
8	Население	12-17	30	Стопы	Барий-133	0,3	40	Мясные продукты	2*10**3
9	Население	7-12	7	Кожный покров	Иод-129	0,4	3	Питьевая вода	10
10	Население	1-2	5	Кисти рук	Натрий-22	0,5	60	Молочные продукты	200
11	Персонал группы Б	Взрослые	20	Печень	Цезий-135	0,6	0,7*10**3	-	-
12	Персонал группы А	Взрослые	80	Желудок	Плутоний-241	0,7	10	-	-
13	Персонал группы Б	Взрослые	15	Легкие	Цирконий-93	0,8	15	-	-
14	Персонал группы А	Взрослые	60	Печень	Цезий-134	0,9	150	-	-
15	Персонал группы Б	Взрослые	10	Желудок	Цезий-137	1,0	60	-	-

Продолжение таблицы вариантов

Вари-ант	Катего-рия облуча-емых лиц	Воз-растная катего-рия	Внешнее облучение		Внутреннее облучение
			Экви- Валент- ная доза м3в/ год	Облу-чение органа или ткани	Вид радио-нкулида	t, год	Поступ-ление с возду-хом	Поступление с водой и пищей
							Удельная активность, Бк/ (м3*год)	Вид	Удель- ная актив-ность, Бк/(кг * год) или Бк/(л*год)
								Продук-тов питания
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
16	Население	Взрослые	20	Стопы	Плутоний-241	0,6	0,9	Картофель	500
17	Население	Взрослые	15	Кожный покров	Цезий-135	0,7	100	Мясные продукты	4*10**3
18	Население	12-17	10	Кисти рук	Барий-133	0,8	80	Молочные продукты	150
19	Население	7-12	7	Стопы	Иод-129	0,9	1	Питьевая вода	5
20	Население	1-2	3	Кожный покров	Натрий-22	1,0	20	Молочные продукты	5
21	Персонал группы А	Взрослые	100	Легкие	Цезий-137	1,0	200	-	-
22	Персонал группы Б	Взрослые	25	Желудок	Цезий-134	0,9	30	-	-
23	Персонал группы А	Взрослые	80	Печень	Цирконий-93	0,8	50	-	-
24	Персонал группы Б	Взрослые	20	Легкие	Плутоний-241	0,7	2	-	-
25	Персонал группы А	Взрослые	60	Печень	Цезий-135	0,6	2*10**3	-	-
26	Население	12-17	5	Кожный покров	Барий-133	0,5	50	Питьевая вода	500
27	Население	7-12	6	Кисти рук	Иод-129	0,4	2	Картофель	10
28	Население	1-2	7	Стопы	Натрий-22	0,3	20	Молочные продукты	300
29	Население	Взрослые	8	Кожный покров	Плутоний-241	0,2	0,2	Картофель	2*10**3
30	Население	Взрослые	9	Стопы	Цезий-35	0,1	700	Мясные продукты	2*10**4

Пример выполнения практического занятия «Нормирование ионизирующих излучений»