microbik.ru
  1 ... 4 5 6 7
, (1)

где П — поток излучения (частиц/см2); ф — число частиц, испускаемых точечным источником за единицу времени;

t—время облучения; R —расстояние от точечного источ­ника до облучаемой точки.

Полученная путем расчета величина сопоставляется с предельно допустимым потоком данного излучения с дан­ной энергией.

В случае фотонных излучений (рентгеновские или у-лучи) обычно рассчитывается доза внешнего облучения по следующей формуле:

, (2)

где D — доза внешнего облучения (Р); t — время облуче­ния (ч); ро—мощность дозы, создаваемая источником на расстоянии 1 см (Р/ч); R—расстояние от источника до исследуемой точки (см).

Учитывая, что для большинства радиоактивных изотопов экспериментально определена мощность дозы y-излу­чения, создаваемая на расстоянии 1 см от точечного ис­точника активностью в 1 мКи [эта величина- называется гаммапостоянной данного изотопа (Ку) и имеет размер­ность см2 /(ч. мкюри)], для расчета дозы y-излучения можно воспользоваться следующей формулой:

, (3)

где D—доза (Р); Ку —гамма-постоянная данного изо­топа; Q—активность источника (мКи); t—время облу­чения (ч); R—расстояние (см).

Если активность источника выражена в миллиграмм-эквивалентах радия, формула (3) принимает следующий вид:

, (4)

где обозначения D, t, R такие же, как и в предыдущей формуле, /л—активность источника (мг-экв радия), 8,4—гамма-постоянная радия.

При использовании защитных экранов в знаменатель формул 1—4 должен быть введен коэффициент ослабления излучения данным экраном (k). Значение этого ко­эффициента зависит от вида излучения, его энергии, ма­териала экрана и толщины. В практике этот коэффициент обычно берут из соответствующих таблиц.

Из выражения (4) следует, что активность одного и то­го же источника может быть выражена либо в милликюри, либо в миллиграмм-эквивалентах радия.

В тех случаях когда осуществляется защита временем, расстоянием или изменением активности источника излу­чения, удобно пользоваться приводимой ниже сокращен­ной формулой:

,

где 0,I P—предельно допустимая доза облучения за не­делю (при 50 рабочих неделях в году).

Умножив левую и правую часть на 10000, получим:

,

где r—расстояние (м); t—продолжительность работы в течение рабочей недели (ч).

Перенесем переменные величины в левую часть и упро­стим формулу, тогда:

(5)

С помощью данной формулы можно определить усло­вия безопасной работы с радиоактивными веществами.

В данном случае 120—отвлеченный коэффициент, не имеющий размерности.

Примеры расчетов защиты от внешнего y-облучения приведены ниже.

1. На определение защиты количеством. Рабочий име­ет 41-часовую рабочую неделю, его рабочее место в 1 м от источника y-излучения. С какой допустимой активностью источника излучения можно работать без защиты?



Следовательно: m=3,0 мг-экв радия.

2. На определение защиты временем. В лаборатории работают с источником излучения активностью в

100 мг-экв радия на расстоянии 0,5м от него. Необходимо определить допустимое время пребывания на указанном расстоянии. По формуле получим:

ч в неделю.

3. На определение защиты расстоянием. Медицинская сестра радиологического отделения в течение 36 ч рабо­тает с препаратами радия активностью 5 мг.

Определить допустимое расстояние, на котором можно находиться медицинской сестре указанное время:
м,

4. Защита экраном. Необходимая толщина экрана для y-излучения находится в зависимости от энергии излуче­ния, удельной активности источника, расстояния источни­ка от рабочего места, длительности работы и материала экрана. Толщину экрана, которая ослабит дозу излуче­ния от источника до предельно допустимой величины при данных условиях, можно рассчитать: 1) по таблицам, 2) по слоям половинного ослабления.

Пример расчета по таблицам. Измеренная на рабочем месте мощность физической дозы Ро=60 мкР/с. Источни­ком y-излучения является 60Со со средней энергией кван­тов Е = 1,25 МэВ. Найти толщину свинцового экрана, необходимую для ослабления этого излучения до Рх =0,76 мкР/с.

Величину коэффициента ослабления излучения опреде­ляют по формуле:

,

где Ре—замеренная на рабочем месте мощность дозы;

Рх—предельно допустимая мощность дозы для данных условий.

В нашем примере:
,

В приложении 1 на пересечении линий, соответствую­щих кратности ослабления 80 и энергии излучения 1,25 МэВ, находим, что необходимая толщина экрана из свинца составляет 8см.

Сведения о толщине экрана в зависимости от материала представлены в приложении 1.

В том случае, если используются в качестве защиты экраны из других материалов (бетон, железо, кирпич, вода, чугун), то можно сделать перерасчет защиты по соотношению плотностей.

Ниже приводятся данные о плотности некоторых материалов (г/см3).

Алюминий 2,7 Железо 7,89

Бетон 2,1– 2,7 Кирпич 1,4– 1,9

Вода 1,0 Свинец 11,34

Воздух 0,00129 Чугун 7,2

При перерасчете толщины по плотностям следует исходить из следующего соотношения:

D1 = p2 , где d1 – толщина защитного материала (свинца); p1 – плотность защитного

D2 p1 материала (свинца); d2 и p2 – толщина и плотность искомого материала.
ЗАДАЧИ ПО РАСЧЕТУ ЗАЩИТЫ

1. Для измерения толщины стального проката в условиях горячей прокатки используется 137Сs активностью 3 Ки. Определить толщину защиты из свинца, обеспечивающую на рас­стоянии 0,5 м от источника возможности безопасной работы для ка­тегории облучения А при работе 36 ч в неделю.

2. К установке, предназначенной для хронического облучения растений на опытном поле, транспортируется в свинцовом контейнере точечный источник 60Со, у-эквивалент которого равен 5000 г-экв радия.

Определить требуемую толщину стенок контейнера, если на время транспортировки (2 ч) рабочий, находящийся на расстоянии 1 м от контейнера, не должен получить дозу, превышающую предельно допустимую для профессионального облучения за неделю.

  1. Определить необходимую толщину защиты из бетона, если на расстоянии 4 м от оператора находится точечный источник 60Со ак­тивностью 2 Ки, длительность работы 4 ч в день в течение недели.

  2. Какой толщины требуется защита из железа для уменьшения мощности дозы излучения точечного источника 131I активностью 1 Ки до 0,8 мкР/с на расстоянии 0,6 м?

  3. Источник с эффективной энергией 0,7 МэВ и у-эквивалентом 100 мг-экв радия расположен на расстоянии 1 м от оператора. Какую защиту из железа необходимо предусмотреть для профессионального облучения в течение рабочей недели (6-часовой рабочий день).

6. В пункт, находящийся на расстоянии 250 км от завода, транс­портируется на автомашине источник активностью 950 мКи с эффек­тивной энергией 2 МэВ и у-эквивалентом 2,5 мг-экв радия на 1 мКи, причем источник находится на расстоянии 0,5 м от сопровождающе­го лица. Средняя скорость автомобиля 50 км. Определить необходи­мую толщину стенки свинцового контейнера; доза при перевозке не должна превышать дневной дозы профессионального облучения.

7. Защитное окно, находящееся около точечного источника 60Со и заполненное водой, должно снизить мощность дозы у-излучения ис­точника в 5 раз. Определить необходимую толщину воды.

8. Оператор работает 2 ч в день на расстоянии 2 м от источника 60Со активностью 0,76 Ки. Какую защиту из свинца (р=18,7 г/см3) от у-излучения 60Со требуется предусмотреть, чтобы обеспечить допусти­мые условия профессионального облучения?

9. Работая с удлиненными механическими манипуляторами, опе­ратор находится на расстоянии 3 м от источника 60Со. Раньше, нахо­дясь на расстоянии 1 м от источника, оператор работал с изотопом, погружая его под воду на глубину 0,3 м. Есть ли необходимость применить экраны при работе с новым манипулятором?

10. Какой толщины должно быть защитное свинцовое стекло мар­ки ТФ (р=4,77 г/см3) для шагового механического манипулятора, если работать не более б ч в день (36 ч в неделю) с точечным источ­ником, эффективная энергия у-излучения которого 1,5 МэВ, а у-эквивалент не превышает 20 г-экв радия? Расстояние от источника до оператора 3 м.

11. Какую толщину защитной бетонной стены в хранилище радио­активных изотопов следует предусмотреть, чтобы на расстоянии 2 м снизить мощность дозы до 0,8 мкР/с, если в хранилище находятся то­чечные источники с общим у-эквивалентом 10 мг-экв радия и эффек­тивной энергией 0,9 МэВ?

Предусмотреть возможность перспективного увеличения актив­ности источников.

12. Защитный стерилизатор для радиоактивных игл и препаратов, предназначенный для работы с источниками у-излучения с энергией до 1,25 МэВ, у-эквивалент которых не превышает 40 мг-экв радия, имеет верхнюю защитную крышку из свинца. Определить необходи­мую толщину крышки, если на ее поверхности должна быть обеспечена мощность дозы не более 0,8 мкР/с и расстояние от радиоактив­ных игл и препаратов до наружной стороны крышки равно 30 см.




<< предыдущая страница