Задача 10
Рассчитать необходимую толщину экрана из свинца или железа, если работающий должен находиться от источника Fe59 активностью 10 мг экв.радия на расстоянии 45 см в течение полного рабочего дня (7 час. 12 мин) на протяжении всей недели (пяти рабочих дней).
Решение. Приближенный расчет толщины защитного экрана может быть произведен по слоям половинного ослабления (слоем половинного ослабления называют толщину экрана, ослабляющего мощность дозы в два раза). Расчет этот является приближенным, так как слой половинного ослабления при прочих равных условиях зависит от энергии, которая будет меняться по мере прохождения излучения через защитный экран. Значения слоев половинного ослабления приведены в табл. 2
Таблица 2.
Приближенные значения слоев половинного ослабления g-излучения, мм
Материал экрана |
Значение слоев половинного ослабления при энергии g-излучения, МэВ |
||||||||||||||
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
||
Свинец Железо |
0,2 1,0 |
0,4 1,5 |
0,6 1,7 |
0,9 1,9 |
1,0 2,1 |
1,3 2,4 |
1,5 2,6 |
1,6 2,8 |
1,7 2,9 |
1,9 3,2 |
1,9 3,3 |
1,7 3,6 |
1,6 3,7 |
1,5 3,7 |
|
Зная необходимую кратность ослабления излучения, можно подсчитать требуемое общее число слоев половинного ослабления, то есть суммарную толщину защитного экрана. При этом следует пользоваться зависимостью между кратностью ослабления и числом слоев половинного ослабления, приведенную в табл. 3.3.
Таблица 3.
Кратность ослабления
|
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
Число слоев половинного ослабления |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Вначале определяем получаемую работающим за неделю дозу, если он будет находиться все рабочее время на расстоянии 45 см от источника.
Для этого используем уже известную нам формулу
8,4 × M × t 8,4 × 10 × 36
D= = = 1,49
R2 × 104 0,45 2 × 104
Необходимая кратность ослабления при ПДД=0,1 Р/неделя и коэффициенте запаса, равным 2, составит
1,49:0,1x2=30.
Близкую кратность обеспечат (по табл. 3.) пять слоев половинного ослабления при энергии излучения Fe59 равной 1,25 МэВ и чему соответствует, согласно табл.3.2. толщина одного слоя свинца -1,3 см или железа 2,4 см. Следовательно экран должен иметь толщину 1,3 × 5=6,5 см, если он изготовлен из свинца или 2,4 × 5=12 см, если экран изготовлен из железа.