При хранении и транспортировке радиоактивных веществ

Для кратковременного хранения альфа-, бета- и гамма-источников используются стационарные (конструктивно связанные со зданием) и нестационарные (для гамма-источников) сейфы, стенки которых из­готавливаются из свинца, чугуна, стали и др.

Хранилища устраиваются на уровне нижних отметок здания и обо­рудуются устройствами (сейфами, колодцами, нишами), ослабляющи­ми излучения до допустимых уровней.

Хранение радиоактивных веществ в лаборатории разрешается в ко­личествах, не превышающих суточной потребности, в сейфе под вы­тяжной вентиляцией.

При транспортировке (перевозке, переноске) радиоактивных ве­ществ должны быть исключены их разливание и просыпание. Для это­го используются контейнеры, упакованные в тару.

3.6.10. Средства индивидуальной защиты

Средства индивидуальной защиты предназначены для защиты от попадания радиоактивных загрязнений на кожу тела работающих и внутрь организма, а также от альфа- и бета-излучений.

Для защиты всего тела применяется спецодежда в виде халатов, шапочек, резиновых перчаток и др. При работах с изотопами большой активности (>10 мКи) применяются комбинезоны, спецбелье, пленоч­ные хлорвиниловые фартуки и нарукавники, клееночные халаты, та­почки или ботинки, для защиты рук — перчатки из просвинцованной резины, для защиты ног — специальная пластиковая обувь.

Для защиты глаз применяются очки, стекло которых может быть обычным (при альфа- и мягких бета-излучениях); органическим (при бета-излучениях высоких энергий); свинцовым или с фосфатом воль­фрама (при гамма-излучениях); с боросиликатом кадмия или фторис­тыми соединениями (при нейтронном облучении) и др.

При содержании радиоактивных веществ в паро-, газо- или пыле­видном состоянии для защиты от них применяются очки закрытого типа с резиновой полумаской.

Для защиты органов дыхания применяются респираторы или шлан­говые приборы (противогазы), пневмокостюмы и пневмошлемы.

Для предотвращения или частичного ослабления воздействия ра­дионуклидов, попавших в организм, а также для предупреждения от­ложения их в организме и ускорения выведения рекомендуются такие меры, как промывание желудка и кишечника, использование адсор­бентов, веществ для замещения радионуклидов или комплексообразо- вания с последующим ускоренным их выведением из организма (сер­нокислый барий, глюконат кальция, хлористый кальций, хлористый аммоний, пентацин, йодная настойка или йодистый калий и др.).

Защитное экранирование

При проектировании и расчете защитных экранов определяют их материал и толщину, которые зависят от вида излучения, энергии час­тиц и квантов и необходимой кратности ослабления.

Расчет защитных экранов основывается на особенностях и законо­мерностях взаимодействия различных видов излучения с веществом.

Для защиты от альфа-частиц необходимо, чтобы толщина экрана d_a превышала длину пробега альфа-частиц R_a в данном материале эк­рана (d_a>RJ.

Пробег альфа-частиц с энергией 4-7 МэВ в воздухе при температу­ре + 15°С и давлении 760 мм рт. ст. определяется по формуле

Ка -0,318-Е^² см,

где Е_а — энергия альфа-частиц, МэВ.

ПриЕ <4 МэВ, R = 0,56 • Е.

г а ' ва ' а

Пробег альфа-частиц с энергией 4-7 МэВ в веществе, отличном от воздуха х, определяется по формуле

R_xa = К—J?- = У⁷⁸ •^10-4 см,

Р, \А_тзд р,

где А — относительная атомная масса вещества; р — плотность данно-

Д" X

го вещества, г/см³.

Для защиты от внешнего облучения альфа-частицами обычно при­меняют тонкую металлическую фольгу (20-100 мкм), стекло, плексиг­лас или несколько сантиметров воздушного задора.

Для защиты от бета-излучений применяют экран из материалов с малым атомным весом (алюминий, оргстекло, полистирол и др.), так как при прохождении бета-излучений через вещество возникает вто­ричное излучение, энергия которого увеличивается с ростом атомного номера материала.

При высоких энергиях бета-частиц (> 3 МэВ) применяют двух­слойный экран, наружный слой которого выполняется из алюминия, а внутренняя облицовка изготавливается из материалов с малым атомным номером (с целью уменьшения первоначальной энергии электронов).

Толщина слоя различных материалов для поглощения бета-излуче- ния определяется также максимальным пробегом бета-частиц.

Максимальные пробеги бета-частиц в воздухе и алюминии можно определить из следующих соотношений соответственно:

Я_Рвозд=400.£_макс,_См;

Яр™ = 2 • Е_ижс, СМ,

где £_шкс — максимальная энергия бета-частиц, МэВ.

Ослабление бета-излучения источников с разной максимальной энергией электронов непрерывного бета-спектра происходит по экс­поненциальному закону:

П_х= Пехр(-рх) = П_оехр[-(0,693/Д)л],

где П_г — плотность потока частиц за слоем поглотителя толщиной х; П_о — плотность потока без поглотителя; р — линейный коэффициент ослабления; Д — слой вещества, который вдвое ослабляет интенсив­ность пучка бета-частиц (слой половинного ослабления).

Для алюминия установлена эмпирическая связь между слоем поло­винного ослабления А и максимальной энергией электронов бета-спек­тра £ :

¹ .муке

А = 0,0115-iE^-1

Г 1,33 ~макс'

Для других материалов слой половинного ослабления А (г/см²) можно определить в зависимости от £ по формуле

A = 0,095(Z/4)-£f_KC.

При проектировании защитного экранирования от нейтронов выби­рают вещества с малым атомным номером (вода, полиэтилен, парафин, органические пластмассы и др.), так как при каждом столкновении с ядром нейтрон теряет тем большую часть своей энергии, чем ближе масса ядра к массе нейтрона.

Ослабление узкого пучка нейтронов тонким слоем вещества проис­ходит по экспоненциальному закону

Ф,. =ф₀ехр(-N-а, -х)

где ф_о и ф_т — плотность потока нейтронов до и после прохождения ими вещества толщиной x;N— число ядер в 1 см³вещества; a_t — суммарное атомное эффективное сечение взаимодействия нейтронов с ядрами, представляющее собой сумму сечений всех возможных видов взаимо­действия: а — упругого рассеяния; а — неупругого рассеяния; с. — радиационного захвата; ст , а_а и т. п. — ядерных реакций, в том числе a_f— реакции деления ядер.

При защите от нейтронного излучения необходимо учитывать, что процесс поглощения эффективен для тепловых, медленных и резонанс­ных нейтронов, поэтому быстрые нейтроны должны быть предвари­тельно замедлены. Средняя потеря энергии при упругом рассеянии максимальна на легких ядрах (например, водороде) и минимальна на тяжелых. Вероятность потери энергии при неупругом рассеянии воз­растает на тяжелых ядрах и с увеличением энергии нейтрона. Тепло­вые нейтроны диффундируют через защиту до тех пор, пока не будут захвачены или не выйдут за ее пределы, поэтому важно обеспечить быстрое поглощение тепловых нейтронов посредством выбора наибо­лее эффективных поглотителей. После захвата тепловых нейтронов почти всегда возникает гамма-излучение, которое необходимо осла­бить. Таким образом, защита от нейтронов должна иметь в своем со­ставе водород или другое легкое вещество для замедления быстрых и промежуточных нейтронов при упругом рассеянии, тяжелые элемен­ты с большой атомной массой для замедления быстрых нейтронов в процессе неупругого рассеяния и ослабления от захватного гамма-из­лучения, элементы с высоким эффективным сечением поглощения тепловых нейтронов.

Закон ослабления дозы нейтронов слоем вещества (отличного от водорода), помещенного в однородную водородсодержащую среду (например, воду), может быть представлен выражением

Д(Р,д:) = Д_]1№х)ехр(-Е_ьш-х), где R(R, х) — доза на расстоянии R от источника; H(R, х) — доза при отсутствии ослабляющего слоя; Е_пыв — макроскопическое сечение вы­ведения; х — толщина слоя вещества (пластины).

Для защиты от гамма-лучей применяются экраны из металлов вы­сокой плотности (свинец, висмут, вольфрам), средней плотности (не­ржавеющая сталь, чугун, медные сплавы) и некоторые строительные материалы (бетон, баритобетон и др.).

Ослабление гамма-излучения в веществе происходит по экспонен­циальному закону. Для параллельного узкого пучка, состоящего из гамма-квантов, одинаковой энергии Е интенсивность излучения /. на глубине х поглощающего слоя будет равна:

[_г = / ехр(-]хг),

где 1_п = Л^ ■ E_t — начальная интенсивность гамма-излучения (здесь N — число .гамма-квантов энергией Е, проходящих в единицу времени че­рез единицу площади поверхности, перпендикулярной потоку излуче­ния при х = 0; ц — коэффициент ослабления.

Для расчета защиты от широкого пучка гамма-излучения от точечно­го моноэнергетического источника можно использовать соотношение

R Y ( R \² (

—— I_aexp{-[Lx)B= —— /„ехр -0,6< R+x R+x А

V

где R — расстояние от источника до поверхности ослабляющей среды; В — фактор накопления, зависящий от энергии гамма-излучения, ма­териала и толщины вещества; А — слой половинного ослабления.

В практике расчета защиты от гамма-излучения широко применяются универсальные таблицы, позволяющие определить толщину защиты по за­данному уменьшению мощности дозы, а при известной толщине защиты легко найти кратность ослабления излучения и определить допустимое время работы за защитой или допустимое значение активности источника. По этим таблицам определяют также дополнительную защиту к уже сущест­вующей, требуемый набор толщины слоев различных материалов, линей­ные или массовые эквиваленты отдельных защитных материалов, слои по­луослабления в различных интервалах толщины материала и др. Однако указанные таблицы пригодны только для моноэнергетических источников гамма-излучения. В тех случаях, если источник имеет сложный спектр из­
лучения, расчет толщины защиты, обеспечивающий необходимую крат­ность ослабления, ведут методом «конкурирующих» линий.

При защите от рентгеновского излучения толщина защитного экра­на d определяется необходимой степенью ослабления мощности дозы облучения:

Р. = Р - е-»',

(I о '

где Р₍₁ — доза за защитным экраном, Р/мин; Р_о — мощность дозы без экрана; |i — линейный коэффициент ослабления, Р/мин.

Для экранирования от рентгеновского излучения используются та­кие материалы, как свинец, бетон, свинцовое стекло и др.

Защита от мягкого рентгеновского излучения от установок I и IIгрупп (соответственно используемого и неиспользуемого рентгенов­ского излучения) должна конструктивно входить в состав установок и обеспечивать необходимое ослабление.

В отдельных случаях, когда по характеру выполняемых работ ис­пользование стационарной защиты затруднено, допускается обеспече­ние защиты путем использования переносных защитных ширм, экра­нов, а также средств индивидуальной защиты (защитные фартуки, ру­кавицы, щитки и др.).

Расчет защиты установок необходимо проводить исходя из наибо­лее жестких условий их эксплуатации, т. е. из максимальных значений анодного напряжения и силы тока.

В целях защиты высоковольтные электронные приборы или вся установка, генерирующие мягкое рентгеновское излучение, помещают­ся в металлические кожухи, шкафы или блоки.

При напряжении на электродах электровакуумных приборов до 60 кВ экраны должны изготавливаться из стальных, свинцовых или алюминиевых щитов толщиной 5 мм, просвинцованного стекла тол­щиной 3 мм или специальной резины.

Смотровые окна в металлических экранах должны закрываться про- свинцованным стеклом толщиной 8 мм или плексигласом толщиной 30 мм.

При расчете толщины защитных устройств рекомендуется вводить двукратный запас добротности защиты, т. е. увеличивать расчетное значение на один слой половинного ослабления.

Для повышения защищенности организма от ионизирующих излу­чений и снижения тяжести клинического течения лучевой болезни большое распространение на практике получили различные лекар­ственные препараты или радиопротекторы, которые вводятся в орга­низм перед облучением и присутствуют в нем во время облучения (на­пример, РС-1, Б-190, РДД-77 и др.).

Глава 4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: