4. Меры защиты при работе с радиоактивными веществами Задача 4
Произвести расчет, связанный с безопасностью применения радиоактивных веществ в помещении, где находится изотоп активностью М, мг∙экв∙радия. Определить безопасное расстояние R0 на котором облучение соответствует предельно-допустимой дозе (100 мр/нед). Время облучения человека в течение недели t=18 час (6-дневная рабочая неделя). Рассчитать, какой должна быть толщина защитного экрана для безопасной работы с изотопом на расстоянии R, м. Энергия γ-тзлучения составляет Е=15 Мэв.
Указания к решению задачи
Теоретический материал [1; 3; 4; 5]. Радиоактивность представляет собой непрерывное самопроизвольное превращение атомных ядер химических элементов, сопровождающееся испусканием радиоактивных излучений.
Радиоактивное излучение – ионизирующее излучение, испускаемое ядрами радиоактивных элементов.
Изотопы – это атомы одного и того же химического элемента, ядра которого имеют одинаковый заряд, но разные массовые числа.
Установлено, что ядра атомов радия излучают альфа-, бета - и гамма-лучи. Для измерения гамма активности пользуются миллиграмм – эквивалент радия (мг-экв радия).
Различают три категории облучения в зависимости от характера выполняемых работ:
категория А – профессиональное облучение лиц, работающих непосредственно с источниками излучения;
категория Б – облучение лиц, работающих в помещениях, смежных с помещениями, в которых ведутся работы с радиоактивными веществами;
категория В – облучение населения, живущего на территории, граничащей с территорией предприятия, использующего радиоактивные изотопы.
Безопасное расстояние от источника ионизирующих излучений до человека при отсутствии каких- либо преград определяется
,
м, (4.1)
где М – гамма – эквивалент изотопа, мг-экв радия;
8,4 – гамма -постоянная радия;
t – время облучения в течение недели, ч;
-
предельно-допустимая доза, р/нед.
Мощность экспозиционной дозы
,
мр/ч, (4.2)
где R – расстояние от источника, см.
Допустимая мощность экспозиционной дозы
,
мр/ч, (4.3)
где t – время работы с источником , ч.
Кратность ослабления:
К
=
. (4.4)
По своему назначению защитные экраны условно разделяются на пять групп:
1. Защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они широко используются при транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений.
2. Защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами полностью окружают все рабочее оборудование при положении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого (или ускоряющего) напряжения на источнике ионизирующей радиации.
3. Передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов применяется для защиты рабочего места на различных участках рабочей зоны.
4. Защитные экраны, монтируемые как части строительных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.). Такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в которых постоянно находится персонал, и прилегающей территории.
5. Экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов, просвинцованные перчатки и др.).
По табл. 4.1. для энергии Е в зависимости от требуемой кратности ослабления находится толщина защитного экрана.
Таблица 4.1