4.3.3 Допустимые уровни внутреннего и внешнего облучения

Допустимые уровни – величины, производные от основных дозовых пределов ПДД и ПД, позволяющие планировать защиту от излучений и осуществлять радиационный контроль.

Допустимые уровни внутреннего облучения: для категории А – допустимое среднегодовое содержание радионуклида в критическом органе ДС_А (мкКи), предельно допустимое годовое поступление радиоактивных веществ в организм через органы дыхания ПДП_А (мкКи/год), допустимая концентрация радионуклида в воздухе рабочей зоны ДК_А (Ки/л), допустимое загрязнение поверхности ДЗ_А (част./(см²мин)), минимально значимая активность на рабочем месте МЗА (мкКи); для категории Б – допустимое содержание радионуклида ДС_Б, предел годового поступления радионуклида через органы дыхания и пищеварения ПГП, допустимая концентрация в атмосферном воздухе и в воде ДК_Б.

Числовые значения этих уровней для различных радионуклидов и критических органов человека приведены в таблицах НРБ. Так, например, для ⁹⁰Sr в костной ткани ДС_А = 2 мкКи, ПДП = 2,9 мкКи/год, ДК_А= 1,210^-12 Ки/л, ДКб в воздухе=410^-14 Ки/л, ДКб в воде =410^-10 Ки/л, МЗА=1 мкКи.

Радиоактивные вещества как потенциальные источники внутреннего облучения по убывающей степени радиационной опасности разделяются на 4 группы (А, Б, В, Г), для которых значения МЗА соответственно равны 0,1, 1,10, 100 мкКи. К группе А относятся ²¹⁰Ро, ²²⁶Rа, ²³⁰Тh, ²³⁹Ри, ²³²U, ряд трансурановых нуклидов; к группе Б - ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹³¹J, ²³⁵U и др.

В НРБ указаны также допустимые уровни радиоактивного загрязнения поверхностей ДЗ_А для категории А (для категории Б ДЗ_Б в 10 раз меньше); некоторые из них приведены в таблице 18.

Таблица 18

Допустимое загрязнение поверхности дза, част./(см2мин)

Объекты загрязнения	- активные нуклиды	- активные нуклиды
Кожные покровы, полотенца, спец бельё Специальная одежда Поверхности помещений и оборудования	1 5-20 5-20	100 800 2000

Допустимые уровни внешнего облучения для категории А: допустимая мощность дозы и допустимая плотность потока частиц (для категории Б соответствующие уровни в 10 раз меньше).

Допустимая мощность дозы (ДМД_А) – отношение ПДД ко времени облучения t в течение года:

ДМД_А = ПДД/t. (61)

Если ПДД выражена в мЗв, t - в ч, то ДМД_А - в мЗв/ч. Для категории А можно принять 36-часовую рабочую неделю и 50 рабочих недель в году. Тогда стандартное время облучения t_А = 3650 = 1800 ч в год. (В НРБ принимается t_А =1600-2000 ч в год в зависимости от продолжительности рабочей недели и отпуска; для категории Б t_Б =8800 ч в год).

Следовательно, при равномерном облучении организма (I группа органов) в течение года средняя допустимая мощность эквивалентной дозы составляет:

ДМД_А=Р_экв,0=50:1800=2,7810^-2 мЗв/ч 2,8 мбэр/ч. (62)

Если время облучения t отличается от стандартного, то Р_экв,0 изменяется обратно пропорционально t в соответствии с формулой (61). Например, если известно, что продолжительность работы сотрудника лаборатории с источником ионизирующего излучения не превысит 1000 ч в год, то мощность эквивалентной дозы не должна превышать 5 мбэр/ч.

Для -излучения средняя допустимая мощность экспозиционной дозы

Р_экс,0~2,8 мР/ч~ 0,8 мкР/с. (63)

Это значение часто используют в качестве допустимого уровня -излучения; соответственно устанавливают порог сигнального устройства ряда дозиметрических приборов.

Допустимая плотность потока частиц (фотонов), ДПП_А – такая плотность потока, при которой создается допустимая мощность дозы ДМД_А: ДПП_А=ДМД_А/h_м, где ДПП_А выражена в част./(см²с); ДМД_А – в бэр/с (для I группы органов ДМД_А = 7,7210^-7 бэр/с); h_м – удельная максимальная эквивалентная доза, бэрсм²/част.

Пример 17. Бета-излучение с Е_макс = 0,5 МэВ падает на кожу изотропно в телесном угле 2. Определить максимальную эквивалентную дозу H_м за полную рабочую неделю, если плотность потока  > 80 -част./(смс).

Для нормального падения -излучения h_м= 1,210^-7 I = 3,8.; для изотропного распределения -излучения h_м= 1,210^-7: 3,8 = 3,1610^-8 бэрсм²/част. По формуле Н_м = h_мt = 3,1610^-880363600 = 0,33 бэр = 3,3 мЗв. Это значение в 3,3 раза превышает допустимую недельную дозу (1 мЗв).

Допустимое время облучения персонала. Если известна мощность эквивалентной дозы в реальных условиях внешнего облучения р_экв (мЗв/ч, мбэр/ч), то можно определить допустимое время пребывания персонала в этих условиях t_о (ч в год): t_о= ПДД/р_экв.

Допустимое время облучения в течение недели находится по формуле t₀ = D_экв.0 /p_экв, где D_экв.0 - допустимая недельная эквивалентная доза, равная 100 мбэр/неделя. Следовательно,

t_о= 100/р_экв (64)

где t_о (ч в неделю), р_экв (мбэр/ч).

Например, при р_экв = 7,2 мбэр/ч допустимое время работы t_o= 100 : 7,2= 14 ч в неделю (700 ч в год).

Если известна мощность экспозиционной дозы -излучения р_экв (мР/ч), то допустимое время работы в этих условиях t_о (ч в неделю) находят по формуле

t_o=D_экс.0/р_экс=100/р_экс (65)

где D_экс.0=100 мР/неделя - допустимая недельная экспозиционная доза. Например, для р_экс ⁼ 2,8 мР/ч получим t_о 36 ч/нед (стандартное время работы).

Зная плотность потока частиц на поверхности тела  (част./см²с) и пользуясь данными табл. 13, можно найти допустимое время облучения t_o (ч в неделю):

t_o=36ДПП_А/ (66)

где: ДПП_А – допустимая плотносгь потока с учетом коэффициента изотропности I. Умножая полученное значение времени на 50, найдем допустимое время работы в течение года.

Пример 18. Для исследования влажности почвы в полевых условиях применяется источник быстрых нейтронов (Е_н = 10 МэВ). Определить допусти-мое время работы, если оператор (категория А) облучается нейтронами равномер-но со всех сторон при средней плотности потока = 90 нейтр/(см²с). Из табл. 16 ДПП_А= 15. Учитывая коэффициент I = 1,7, получаем ДПП_А = 151,7 = 25,5 нейтр./ (см²с). По (64) находим t₀ = 3625,5 : 90 = 10,2 ч в неделю (510 ч в год).

На практике бывают случаи комбинированного (сочетающего) воздействия внешнего и внутреннего облучения. В этих случаях должно выполняться условие радиационной безопасности для данного критического органа или всего тела:

H_м,i /ПДД _i+П_j /ПДП_j  1, (67)

где Н_м,i – максимальная годовая эквивалентная доза i-го вида внешнего излучения на данный орган; ПДД_i –соответствующая предельно допустимая доза; П_j – фактическое годовое поступление в организм j-го радионуклида; ПДП_j – соответствующее предельно допустимое поступление j-го радионуклида.