Расчет защиты по кратности ослабления экспозиционной дозы и по заданной активности
Кратность ослабления излучения показывает во сколько раз необходимо уменьшить значение дозы ИИ (или мощности дозы), чтобы получить предельно допустимые величины:
, (5)
где Х – экспозиционная доза излучения, Р;
ПДД – предельно допустимая доза излучения, Р.
Экспозиционная доза X на расстоянии R от точечного источника в отсутствии защитного экрана определяется из соотношений:
, 
(6)
где A – активность источника, мКи;
– ионизационная гамма-постоянная
γ-излучателя,
;
t – время работы с источником излучения, ч;
R – расстояние от источника излучения до защищаемого объекта, см;
М – гамма-эквивалент радионуклида, мг-экв Ra;
8,4
– гамма-постоянная радия, находящегося
в равновесии с основными дочерними
продуктами распада за платиновым
фильтром толщиной 0,5 мм.
Данные о некоторых γ-активных изотопах приведены в таблице 3.
Таблица 3
Характеристики γ-излучения некоторых радиоактивных изотопов
Изотоп |
Период полураспада,
|
Энергия гамма-квантов
|
Ионизационная гамма-постоянная , |
Гамма-эквивалент изотопа М, мг-экв Ra |
Натрий-22
|
2,58 года |
1,275 |
6,58 |
1,420 |
0,511 |
5,31 |
|||
Кобальт-60
|
5,27 года |
1,333 |
6,82 |
1,540 |
1,172 |
6,11 |
|||
Европий-152
|
12,2 года |
1,210 |
0,127 |
0,600 |
1,085 |
0,754 |
|||
Европий-154
|
16 лет |
0,998 |
0,757 |
0,740 |
0,123 |
0,078 |
|||
Европий-155
|
1,7 года |
0,132 |
0,034 |
0,0100 |
0,061 |
0,108 |
|||
Радий-226
|
1622 года |
2,090 |
0,010 |
1,110 |
1,050 |
0,028 |
|||
0,184 |
0,011 |
|||
Цезий-137
|
26,6 года |
0,661 |
3,550 |
0,420 |
Америций-241
|
498 лет |
0,060 |
0,140 |
0,024 |
0,043 |
0,060 |
,
МэВ
Толщина защитного экрана из различных материалов (см) в зависимости от кратности ослабления и энергии гамма-излучения приведена в таблицах 4 - 6.
Таблица 4
Толщина защиты из свинца (см)
в зависимости от кратности ослабления и энергии гамма-излучения ( = 11,34 г/см3)
Кратность ослабления, К |
Энергия γ-излучения , МэВ |
|||||||||||||
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
2,0 |
2,2 |
|
2 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
1,15 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
2,0 |
2,0 |
5 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,9 |
1,1 |
1,5 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
3,4 |
3,8 |
4,3 |
4,4 |
10 |
0,3 |
0,55 |
0,9 |
1,3 |
1,6 |
2,1 |
2,6 |
3,05 |
3,5 |
3,8 |
4,5 |
5,1 |
5,9 |
6,1 |
20 |
0,3 |
0,6 |
1,1 |
1,5 |
2,0 |
2,6 |
3,25 |
3,85 |
4,4 |
4,9 |
5,8 |
6,6 |
7,6 |
7,8 |
30 |
0,35 |
0,7 |
1,15 |
1,7 |
2,3 |
3,0 |
3,65 |
4,3 |
4,95 |
5,5 |
6,5 |
7,3 |
8,5 |
8,8 |
50 |
0,4 |
0,85 |
1,4 |
1,95 |
2,6 |
3,25 |
3,95 |
4,6 |
5,3 |
6,0 |
7,2 |
8,2 |
9,6 |
10,0 |
100 |
0,5 |
1,0 |
1,6 |
2,3 |
3,0 |
3,85 |
4,7 |
5,5 |
6,3 |
7,0 |
8,45 |
9,65 |
11,3 |
11,7 |
200 |
0,6 |
1,25 |
1,9 |
2,6 |
3,4 |
4,4 |
5,3 |
6,3 |
7,2 |
8,0 |
9,65 |
11,1 |
12,9 |
13,4 |
500 |
0,65 |
1,4 |
2,2 |
3,1 |
4,0 |
5,1 |
6,1 |
7,2 |
8,2 |
9,2 |
11,3 |
12,9 |
15,0 |
15,4 |
1000 |
0,7 |
1,5 |
2,4 |
3,3 |
4,4 |
5,7 |
6,95 |
8,1 |
9,2 |
10,2 |
12,3 |
14,1 |
16,5 |
17,0 |
2000 |
0,85 |
1,7 |
2,7 |
3,8 |
5,0 |
6,3 |
7,6 |
8,8 |
10,0 |
11,1 |
13,5 |
15,4 |
17,9 |
18,5 |
5000 |
0,9 |
1,9 |
3,0 |
4,2 |
5,5 |
7,0 |
8,5 |
9,9 |
11,2 |
12,4 |
14,9 |
17,0 |
19,8 |
20,5 |
10000 |
1,05 |
2,1 |
3,3 |
4,55 |
5,9 |
7,5 |
9,1 |
10,6 |
12,0 |
13,3 |
16,1 |
18,3 |
21,3 |
22,1 |
20000 |
1,1 |
2,2 |
3,5 |
4,85 |
6,3 |
8,0 |
9,7 |
11,3 |
12,8 |
14,2 |
17,2 |
19,5 |
22,7 |
23,5 |
50000 |
1,15 |
2,35 |
3,7 |
5,2 |
6,9 |
87 |
10,5 |
12,3 |
14,0 |
15,6 |
18,8 |
21,4 |
24,7 |
25,5 |
Таблица 5
Толщина защиты из железа (см)
в зависимости от кратности ослабления и энергии гамма-излучения ( = 7,89 г/см3)
Кратность ослабления, К |
Энергия γ-излучения , МэВ |
|||||||||||||
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
2,0 |
2,2 |
|
2 |
0,7 |
1,2 |
1,7 |
2,2 |
2,5 |
2,7 |
2,9 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,45 |
3,6 |
3,9 |
4,1 |
5 |
1,4 |
2,5 |
3,4 |
4,1 |
4,8 |
5,1 |
5,5 |
5,7 |
6,1 |
6,4 |
6,9 |
7,4 |
8,1 |
8,3 |
10 |
1,9 |
3,5 |
4,6 |
5,6 |
6,3 |
6,8 |
7,3 |
7,7 |
8,1 |
8,5 |
9,3 |
10,0 |
11,0 |
11,4 |
20 |
2,3 |
4,3 |
5,7 |
6,8 |
7,7 |
8,3 |
8,8 |
9,4 |
9,8 |
10,3 |
11,3 |
12,2 |
13,6 |
14,1 |
30 |
2,4 |
4,5 |
6,2 |
7,5 |
8,5 |
9,2 |
9,8 |
10,4 |
10,9 |
11,4 |
12,6 |
13,6 |
15,1 |
15,6 |
50 |
2,9 |
5,2 |
7,1 |
8,4 |
9,5 |
10,3 |
11,0 |
11,6 |
12,2 |
12,7 |
13,9 |
15,1 |
16,9 |
17,5 |
100 |
3,4 |
6,1 |
8,1 |
9,6 |
10,8 |
11,7 |
12,5 |
13,2 |
13,9 |
14,5 |
16,1 |
17,3 |
19,5 |
20,2 |
200 |
4,2 |
7,0 |
9,1 |
10,7 |
12,0 |
13,1 |
14,0 |
14,8 |
15,6 |
16,3 |
18,0 |
19,6 |
22,0 |
22,8 |
500 |
4,4 |
7,7 |
10,1 |
12,0 |
13,7 |
14,9 |
16,0 |
17,0 |
17,9 |
18,7 |
20,6 |
22,3 |
25,0 |
25,9 |
1000 |
4,5 |
8,2 |
11,0 |
13,2 |
15,0 |
16,3 |
17,5 |
18,0 |
19,6 |
20,5 |
22,6 |
24,4 |
27,5 |
28,6 |
2000 |
4,9 |
9,0 |
11,1 |
14,4 |
16,2 |
17,7 |
19,0 |
20,2 |
21,2 |
22,2 |
24,5 |
26,5 |
30,0 |
31,2 |
5000 |
5,6 |
10,1 |
13,4 |
15,8 |
17,7 |
19,3 |
20,7 |
22,0 |
23,2 |
24,3 |
27,0 |
29,4 |
33,3 |
34,3 |
10000 |
6,8 |
11,5 |
14,7 |
17,1 |
19,0 |
20,7 |
22,3 |
23,6 |
24,9 |
26,0 |
28,8 |
31,3 |
35,5 |
36,9 |
20000 |
8,0 |
12,9 |
16,0 |
18,3 |
20,2 |
21,9 |
23,4 |
24,8 |
26,3 |
27,6 |
30,6 |
33,2 |
37,8 |
39,2 |
50000 |
8,6 |
13,8 |
17,0 |
19,6 |
21,8 |
23,6 |
25,2 |
26,9 |
28,4 |
29,9 |
33,0 |
35,9 |
40,8 |
42,3 |
Таблица 6
Толщина защиты из бетона (см)
в зависимости от кратности ослабления и энергии гамма-излучения ( = 2,3 г/см3)
Кратность ослабления, К |
Энергия γ-излучения , МэВ |
|||||||||||||
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
2,0 |
2,2 |
|
2 |
4,7 |
7,6 |
9,9 |
11,3 |
12,3 |
12,4 |
12,4 |
12,6 |
12,7 |
12,9 |
13,3 |
13,6 |
14,1 |
14,3 |
5 |
5,6 |
11,0 |
15,5 |
18,8 |
21,1 |
21,8 |
22,3 |
22,6 |
23,0 |
23,5 |
24,6 |
25,8 |
28,2 |
29,4 |
10 |
8,2 |
14,6 |
19,7 |
23,7 |
25,8 |
26,8 |
27,6 |
28,4 |
29,1 |
29,9 |
31,9 |
34,0 |
37,6 |
39,0 |
20 |
8,2 |
15,3 |
21,4 |
25,8 |
29,9 |
31,9 |
33,6 |
35,0 |
36,2 |
37,0 |
39,9 |
42,5 |
47,0 |
48,6 |
30 |
8,5 |
16,4 |
22,8 |
27,7 |
32,9 |
34,8 |
36,4 |
37,8 |
39,2 |
40,5 |
43,7 |
46,5 |
51,6 |
53,5 |
50 |
9,9 |
18,8 |
25,1 |
30,8 |
35,0 |
37,6 |
39,4 |
41,2 |
42,8 |
44,6 |
48,5 |
52,1 |
58,1 |
60,1 |
100 |
11,5 |
21,1 |
28,9 |
35,2 |
39,9 |
43,0 |
45,3 |
47,2 |
48,8 |
50,5 |
54,5 |
58,3 |
65,7 |
68,6 |
200 |
12,7 |
23,5 |
32,4 |
39,2 |
44,6 |
47,9 |
50,5 |
52,6 |
54,6 |
56,4 |
60,8 |
65,3 |
74,0 |
77,2 |
500 |
13,8 |
24,6 |
35,2 |
43,9 |
50,5 |
54,5 |
57,3 |
58,8 |
62,5 |
64,6 |
69,8 |
74,8 |
84,5 |
88,5 |
1000 |
15,5 |
28,2 |
39,2 |
48,1 |
55,2 |
59,2 |
62,5 |
65,3 |
67,8 |
70,4 |
76,1 |
81,7 |
92,7 |
97,0 |
2000 |
17,6 |
30,5 |
42,3 |
52,4 |
59,9 |
64,1 |
67,4 |
70,4 |
73,2 |
75,7 |
82,2 |
88,5 |
100,4 |
104,0 |
5000 |
18,8 |
33,1 |
45,6 |
56,4 |
65,7 |
70,0 |
74,0 |
77,0 |
80,2 |
82,8 |
90,2 |
97,4 |
110,9 |
115,5 |
10000 |
18,8 |
35,2 |
48,5 |
60,3 |
69,3 |
74,7 |
79,1 |
82,9 |
86,2 |
89,2 |
97,2 |
104,5 |
118,6 |
124,7 |
20000 |
21,1 |
38,4 |
51,9 |
63,4 |
72,8 |
78,2 |
83,1 |
87,3 |
91,1 |
94,5 |
102,7 |
110,8 |
126,2 |
131,7 |
50000 |
23,3 |
42,3 |
56,4 |
68,6 |
78,1 |
83,4 |
88,7 |
93,4 |
97,9 |
102,1 |
111,5 |
120,4 |
136,2 |
142,0 |