5. Вибір і розрахунок засобів захисту від шкідливої дії іонізуючого випромінювання

Для проведення робіт неруйнівного контролю з використанням іонізуючого випромінювання необхідно забезпечити комплекс заходів для усунення або зменшення до безпечного рівня шкідливої дії використовуваного іонізуючого випромінювання. Розрізняють три види захисту, тобто зменшення дози випромінювання:

а) за рахунок поглинання захисними матеріалами;

б) за рахунок збільшення віддалі до джерела;

в) за рахунок зменшення часу опромінення.

Для захисту від іонізуючого випромінювання застосовують засоби стаціонарні (стіни, перекриття, двері тощо) і пересувні (захисні кожухи рентгенівських трубок, захисні екрани, ширми, контейнери тощо).

Захисні засоби виготовляють з різних матеріалів (свинець, залізо, бетон, збіднений уран, свинцеве скло).

При розрахунках товщини захисту слід враховувати енергетичний спектр випромінювання, його інтенсивність, віддаль від джерела до людей, час роботи з випромінюванням, категорію випромінюваних осіб і призначення приміщень. При цьому виходять з гранично допустимої дози 2 бер в рік для категорії А. Є кілька методів розрахунку захисту.

Перший метод – розрахунок захисту за кратністю послаблення. Якщо відома Р експозиційної дози (ПЕД) радіоактивного джерела, то використовують монограми для визначення товщини захисту від  - випромінювання, одержані експериментальним шляхом і теоретичним шляхом для широких пучків випромінювання. Для цього визначають кратність послаблення

. (5.1)

Другий метод – розрахунок захисту за універсальними таблицями. Він використовується для моноенергетичного -випромінювання. Знаючи потрібну кратність послаблення К для даної енергії випромінювання і для вибраного матеріалу знаходять товщину останнього. Розрахунок захисту від випромінювання джерел із складним спектром дії здійснюють так. Для кожної і-ї лінії спектру знаходять кратність послаблення К_і:

, (5.2)

де r_i-доля і-ї лінії спектру в загальній експозиційній дозі випромінювання джерела.

Значення товщини, яке від найбільш проникаючої дії, приймають за шукане. Якщо значення товщини захисту від двох найбільш проникаючих ліній відрізняються менш, ніж на значення шару половинного послаблення, то до знайденої товщини добавляють шар половинного поглинання для лінії з збільшеною енергією. Цей процес повторюють, якщо знаходять інші лінії, які вимагають близького за товщиною захисту.

Третій метод – це розрахунок захисту в залежності від ПЕД випромінення (чи -еквіваленту радіоактивного джерела), віддалі до нього від робочого місця і часу роботи. Номограми для визначення товщини свинцевого захисту від -випромінювання радіоактивних джерел, які використовуються в гамма-дефектоскопії .

За допомогою першого методу розрахуємо кратність послаблення для нашого випадку:

де - потужність джерела випромінювання, ;

- проектна потужність.

Гранично допустима доза є 2 бер в рік. Для того, щоб розрахувати потужність експозиційної дози, яку робітник отримує за одну годину нам спершу треба визначити скільки цієї потужності припадає на 1 тиждень у році, тому гранично допустиму дози ми ділимо на 50 тижнів у році, тобто 2/50=0,04 бер. Тепер обрахуємо потужність експозиційної дози, яку робітник отримує за одну годину.

.

Проектна потужність експозиційної дози - це половина потужності експозиційної дози, яку робітник категорії отримує за одну годину. Для рентгенівського випромінювання один рентген приблизно чисельно рівний одному беру. Отже, проектна потужність буде рівна:

. (5.3)

Підставимо числові значення у формулу і одержимо таке значення коефіцієнту послаблення:

За монограмою для розрахунку захисту від гамма-випромінювання по кратності ослаблення свинцем ( ) і залізом ( ), товщина захисту із свинцю становить 12,5 см, із заліза – 21 см. (Рисунок 4 , додатки).