§ 5. Зашита от воздействия электромагнитных полей

Одним из самых распространенных источников электромагнит­ных поле! на машиностроительных предприятиях являются плавиль-во-эакалочные установки. Для защиты обслуживаюадго персонала сбычно применяют экраны. Расчет экранов ведется методом подбо­ра. Предварительно выбирают материал, форму и размер экрана. Форма экрана должна удовлетворять конструктивным и эксплуата­ционным требованиям и быть возможно простой, так как расчету поддастся лишь экраны простейших геометрических форм в виде ци­линдра (рис. 5.1) или прямоугольного, параллелепипеда с квадрат­ным основанием. Методика расчета состоит в следующем.

I. Определяем потери мощности в экра­не. В цилиндрическом экране потери мощно­сти рассчитываются по формуле для катушек с сердечником, удовлетворяющих условиям

. h_c&h С22]:

(5.1)

где h - высота печи, м; я, - рвдиус эк­ране, м; R_n- радиус печи, м; h_c - высо­та сердечника, и; и> - число витке, катушки, У — сила тока в катушке. А; / - удельная проводимость материала экрана (Ом.мГ', для алюминия /_? = 5.55.I0⁷ (Ом.м)""*; с/¹-глубина проникновения поля в экран,

(5.2)

Здесь /У? - абсолютная магнитная проницаемость материала экра­на, Гн/м, {, ju_} =ju_o ■//'■* JU₀ - Ы-Ж" Гн/м ); относи­тельная магнитная проницаемость экрана, для немагнитных мате­риалов * I» В формуле (5.1) коэффициент потерь,

«к" ' ⁽⁵'³⁾ где а. - толщина экрана. Обычно Ыт( = I, так как а»о¹. Найденные по формуле (5.IV потери мощности следует сравнить с допустимыми потерями W_n% я если tV>V„,' то следует увели­чить радиус экрана fi_f и произвести расчет вновь.

2. Обусловленное экраном ослабление магнитного поля йН ^3^Потери мощности определяются отраслевой документацией.

внутри петушки о сердечником при h >2(8_п - г_с) и Л */i_e

ff

. ti-

- г;

(5.4)

Рассчитанное ослабление поля внутри катушки следует сравнить с допустимым, если ослабление слишком велико, нужно ув.личить радиус экрана и произвести рвсчет вновь.

3. Требуемая эффективность экранирования находится по фор­муле

(5.5)

где Hp - напряженность поля, создаваемого катушкой на рабо­чем месте при отсутствии экрана;/^ V<?^ - допустимая напряжен­ность поля по ГОСТ 12.1.006-76.

Значение находится по формуле

"А

(5.6)

4 А³

где Jb - коэффициент, зависящий от отнощения-%_п и опре-деляется по кривой рис. 5.2. ——

вз е' 'I⁼ <? у/г сГ/и;

Действительная зффек- Jm тивность экранирования на достаточно большом расстоя­нии для сплошного экрана

Э,

(5.7)

Для катушек, удовлетворяю­щих условию h< 4#_п , эффек­тивность экранирования ва PJ0O46M месте Э(/₀) обычно равна действительной эффек­тивности, т.е. ^э(/₀)-если J* > 2R₃ .

Требуемую эффективность р_ис. 5.2. Определение коэф-экранирования необходимо ФИДИвнта^в^ сравнить с действительной эффективностью экранирования. Чаще все: о требования к эффективности экранирования сплошного эк­рана выполняется если псери энергии в нем лежат в допусти­мых пределах.

Пигмее 5.1. Рассчитать экрвн плавильной печи установки Я1-57: радиус ночи = 0,13 м; высота печи h 0,35 м; чис­ло витков катушки **» « 25; сила тока в катушке У * 260 А, ча­стота / ■ 70 кГн; радиус сердечника (нагреваемый металл)

*_с» 0,09 и; ксота сердечника h_c ■ 0,35м; расстояние от оси катушки до рабочего места J> * 0,8 м; мощность плавильной печи W • 60 кВт; допустимые потери мощности в экране W„ .« ■■ ■ 600 Вт; допустимое ослабление поля внутри катушки в резуль­тате экранирования d# ^в 5£.

Выбираем алюминиевый экран радиусом ■ 0,35 м и про­изводим расчет по рассмотренной выше методике. Результаты рас­чета приведены в тебя. 5.1.

Таблица 5.1

V . Вт	с", мм	йН t %	Н„л А/м	V	*<J>)
МО	0,319	,1,*	190	19	9.Ю5

. § 6 Зашита от воздействия ионизирующих иадзчаний

Для защиты от вредного воздействия рентгеновских и гамма-излучений применяются экраны ив свинца и стационарные перего­родки не бетона. Толщина защитного экрана не свинца или пере­городки из бетона плотностью 2,35 г/см³ от первичного рентге­новского излучения определяется пг табл. 6.1 в зависимости от напряжения на рентгеновской трубке и показателя

/ • t • ЮО

где / - сила тока в рентгеновской трубке, мА; f> - расстоя­ние от источника до защищаемого объекте, м; t- время облу­чения в неделю, ч; - предельно допустимая доза (ПДД) для лиц рассматриваемой категории, ибар (исходя из равномерного распределения годовой дозы). Для лиц, занятых работой с ис­точниками ионизирующих излучений, при 36-часовой рабочей не­деле мощность дозы не должна превышать 100 мбар в неделю или 2,8 ибар/ч.

С учетом двухкратного запаса добротности гащиты расчет­ная толщина экрана увеличивается на один слой половинного ос­лабления.

Толямме защитных экранов от вторичного рентгеновского из­лучения для бетона ^плотностью j>* 2,35 г/см³) и овинпа оп­ределяется аналогичным методом по твбл. 6.2. 50

Пример 6.1. Определить толщину защиты из свинца я бетона для рентгеновской установки, не трубке которой U* 200 кВ,

У max •

Таблица 6.2

38- твль А	100	150	200	250	300
	Сви- Ве­нец тон	Сви- Бе-мц тон	Сви- Ве­нец тон	Сви- Бе- вец юн	Сви- Бе-нец ток
I 5 100	1:1 Ь2 1*1 I 2*8 22	Ь* 1«5 Й |1 з;1 §	з'€ % 1*1 1	8,8 1	W 5

Пока­за­тель я	100	150	2А0	250	• 300
	Сви- Бе- нец тон	Сви- Ве­нец тон	Сви- Ве­нец тон	Сви- Бе-нец тон	Сви- Бе-LjU тон
V ш ¥> 50 100	2,25 17 Ms й Р * 3,55 24 3 5 25 3*5 - 3 75 27 4 30	3 25 w % 4 - 4,25 34 4*,5 36 4*75 40 -5,00 -5,25 42 5,5. 43	4,5 32 1,5 S 5..3 - 7,5 -7 75 48 8,25 50	7,5 37 1:1 8 10 - Pt 13 13,5 57 14 58	14,5 43 й-5 8 19 20 32 24,5 - Й-М

/=80 мА, если ее обслуживает оператор, находящийся на

расстоянии 2мв течение 6 ч в день.

Решение. По табл. 6.1 определяем, что толщина защити из свинца должна быть 7 мм или 46 ом иа бетона при X * гл/ж

найдено по формуле (6.1)/.

Толщина защитных экранов от гамма-излучения определяется по кратности ослабления излучения. Кратность ослабления к показывает, во сколько раз необходимо уменми» значение мощ­ности экспозиционной дозы, чтобы получить предельно допусти­мые величины:

табл. 6.2 толщ на экрана на свинца - в ииллинетрах, толщниь перегородки не бетона - в сантиметрах.

(6.2)

**<сп

8,4 Mt

(6.3)

где M - гамыв-эквивалв! т препарата, мг-экв Ra ; t- время ра­боты в сфере воздействия излучения, ч; А - расстояние от ис­точника до защищаемого объекта, см.

Кратность ослабления есть функция энергий гамма-квантов, тол­щины и атомного номера поглотителя (см. таол. 6.3).

Пример 6.2. Рассчитать толщину стен помещения, в котором расположена гамма-установка, заряженная препаратом Cs'" в М « 400 мг-экв 8а . Энергия гамма-излучения равна 1,5МзВ. Ближайвее расстояние, на котором находится обслуживающий пер­сонал, равно 6 м. Согласно НРБ-76 в соседних помещениях, гдо находятся люди, не связанные с работой с радиоактивными веще­ствами, доза излучения не должна превышать 0,01 Р/неделя.

Решение. По формула (6.2) определяем кратность ослзОле-ния: /С » 2.I0², По табл. 6.3 определяем толщину стены из бето­не. Для 2.I0² и £ -ш 1,5 УэВ толщина стены равна 65,3 см.

Таблица 6.3 * Толщина защиты из батона, см ( J>= 2,35т/см³)

ане'ргйя гамма-излучения, мэв '

0,5

2,0

3,0

4,0

6,0

10,0

1,0

8,0

1,5

0,1

Кратность ослабления

К

18

50, I0^Z р 2.I0²

&

8*1

8 5 9,9 11,5 12,7 15 5 17 6 35*0 39,9 44,6

59 5 29,9

44,6 50,5 56,4 70 4 75 7 34,0

52*1 38,3 65,3 81 7 88 5 37,7

Si

58,1 65,7 74,0 92,7 100,4

51,6 64,6

52,6 65,7

M

83,9 198,0

47,.

72,

84 95

43,4 54,0

66,9 77,5

88.0 _K„. 110,9120

81,6

Э5 I i/u и ц.^^

юй.ецц.йго'

54,0 59,3

b8,8 105,1

„... 120,9

.#37,9jl43,2155,0 120,9tt32,1150,3156,1168 5

_I-5

30 52

Толщина

S:f 6:! 81

0,35 0,4 0,4

0,2

_I

2 0 2,3 2,4 26

88щиты из

0,85

5,5 5,8 6,0

1,1

i:i i:!

_1:1

1,2

2 0

si

7^:,6 8,5 9,1

1,3 2 1 |.|

si! 9,3

10,0

1,0 1,6

IS

:S

71 8,0 8,7

3 2

0,9 15 33

7*.2 7,8

83

свинца, см ( f = 11,34 г/см-⁵)

1,2

IS 1:1

. 9,9 10,6 10,5

0,9 I 35 3,0 3,8

Щ 6,8

Продолжение табл. 6

10 II

60

0,45

8,i,⁵

2,7 6,3 8,6 10,1 11,0 10,9 9,7 8,7

_{5:8 Н hhlblM 1:1}

7,7 8,2

8 7

Толщина из свинцового стекла марки СТФ, см ( - 6,73 г/см³)

1.5

2,2

1:1

14 4

16,2 17 J* 18,4 19)2

2,С

4 J:*

13 2 14,9

16 ;o 16,6

I7J5

2,0 1,9 3,5 3 2 7,8 7*4

Щ Ш m m

8 10 20 30 40 50 60 80 100

8:1 8:5

0,8 09 1,0 II

iii

12

1,2 13 0,7

_И

I:

$

48 5*0

5 2 5,6

5 9 1,4

2 3

iff

9,8

10 5

ftJ 1,8 3,0 6 7

1:1

II 6 12,9 13,9

_8!l

_т.мтт

1,7 1,5

2 9 2,6

6|7 6,0

IS ⁷'⁷

il:?

14,5 12,8

15 8 14,0

_MM

_{9$ m}