Техника безопасности при выполнении работ

Подготовка и организация лабораторных работ должны содействовать формированию обобщенных приёмов исследовательской деятельности и заключаются в постановке задачи, теоретическом обосновании и экспериментальной проверке её решения. Перед выполнением лабораторных работ необходимо ознакомиться с правилами техники безопасности и пройти инструктаж. Выполнять все лабораторные работы разрешается только после детального изучения методических указаний.

Перед включением установки необходимо:

– изучить методику, получить разрешение на включение установки у преподавателя;

– убрать с рабочих столов лишние предметы;

– включать установку в определённой последовательности, предусмотренной инструкцией;

– проверить соответствие параметров установки согласно данным методических указаний.

Во время работы следует:

– строго выполнять методические указания к работе, при возникновении вопросов получить разъяснение у преподавателя;

– весь период работы осуществлять визуальный контроль за установкой и следить за работой измерительных приборов;

– подключение или переключение приборов производить только при отключенной установке;

– при изменениях показаний измерительных приборов, обнаружении посторонних запахов, усиления шума – обесточить установку и сообщить преподавателю;

По окончанию работ следует:

– по выполнению работы и всех заданий необходимо отключить установку по рекомендуемой последовательности отключения;

– осмотреть установку и привести в исходное состояние (все переключатели на Откл., а рычаги в крайнее левое положение);

– навести порядок на рабочих местах и сдать все переносные измерительные приборы преподавателю;

– по окончанию работы или в конце рабочего дня выключить групповой рубильник.

Лабораторная работа №1

ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

Цель работы

Определение дозы гамма- и бета- излучений и зависимости мощности дозы от расстояния до источника.

Приборы и принадлежности: регистрирующий прибор, набор изотопов.

Краткие теоретические сведения

При работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений может возникнуть облучение: внешнее – от источника излучения, находящегося вне организма; внутреннее – от источника излучения, попавшего внутрь организма при дыхании и при приёме пищи; комбинированное – внешнее и внутреннее облучение одновременно.

Излучение – это распространение энергии в виде волн или частиц. Мера излучения, основанная на ионизирующей способности, называется дозой.

Для характеристики источника излучения по эффекту ионизации применяют так называемую экспозиционную дозу рентгеновского и гамма-излучения.

Экспозиционная доза – D_x полный заряд dQ ионов одного знака, возникающих в воздухе в данной точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объёме воздуха, деленный на массу воздуха dm в этом объёме:

D_x = dQ / dm

Единица измерения экспозиционной дозы – кулон на килограмм (Кл/кг). Рентген – специальная единица экспозиционной дозы. 1Р = 0,285 мКл/кг Мощность экспозиционной дозы Р_х – приращение экспозиционной дозы X за малый промежуток времени dt, деленное на этот промежуток, Р_х=dD_x/dt.

Специальной единицей мощности экспозиционной дозы является рентген в секунду (Р/с). Величину экспозиционной дозы на рабочем месте можно рассчитать по формуле:

D = АК_t/R²

где A – активность счетчика, мКu, К_, – гамма-постоянная изотопа, Р  см²/чмКu, берется из таблиц; значения К, для некоторых изотопов приведены в табл. 1; t – время облучения, ч; R – расстояние от источника до рабочего места, см.

Таблица 1

Гамма-постоянная некоторых изотопов

Изотопы	24Nа	60Со	90Sг	226Rа	238Рl
Р  см2/чмКu	19	12,9	14,11	8,25	0,091

Поглощенная доза D – средняя энергия dE, переданная излучением веществу в некотором элементарном объёме, делённая на массу вещества dm в таком объеме: D = dE/dm. Грей – единица поглощенной дозы. Величина поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. В условиях электронного равновесия в экспозиционной дозе 1Р соответствует поглощенная доза в воздухе, равная 0,88 рад.

В связи с тем, что одинаковая доза различных видов излучений вызывает в живом организме различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза D_э – величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического излучения излучением произвольного состава и определяемая как произведение поглощенной дозы, D на средний коэффициент качества излучения Q и данной точке ткани:

D_э = D  Q

Безразмерный коэффициент качества излучения определяется зависимостью неблагоприятных биологических последствий облучения человека в малых дозах от полной линейной энергии излучения. Единица эквивалентной дозы – зиверт = 100 бэр. Бэр – специальная единица эквивалентной дозы – поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения.

При определении эквивалентной дозы различных видов ионизирующих излучений с неизвестным спектральным составом следует использовать следующие значения коэффициента Q, рекомендуемые Международной комиссией по радиационной защите:

рентгеновское и гамма-излучение………………1;

электроны и позитроны, бета-излучение………1;

протоны с энергией меньше 10 МэВ……..........10;

нейтроны с энергией меньше 20 МэВ……..........3;

нейтроны с энергией 0,1 – 10 МэВ………..........10;

альфа-излучение с энергией меньше 10 МэВ…20;

тяжелые ядра отдачи…………………………….20.

При расчёте эквивалентной дозы альфа-активных радионуклидов следует учитывать коэффициент распределения дозы КР, характеризующий влияние неоднородности распределения нуклида в органе, ткани и его канцерогенную эффективность по отношению к 226Rа. Для всех альфа-активных изотопов кроме 226R, КР = 5, для 226R КР = 1. В случае, когда КР не равно 1, его значение необходимо использовать в качестве сомножитителя при определении величины эквивалентной дозы.

Предельно-допустимая доза (ПДД) – основной дозовый предел для категории А облучаемых лиц. ПДД – такое наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может, вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Основной дозовый предел для категории В облучаемых лиц – предел дозы (ПД). ПД – такое наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерно облучение, в течение 10 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Категория А облучаемых лиц, или персонал профессиональные работники – лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений.

Категория В облучаемых лиц, или ограниченная часть населения – лица, которые не работают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения, применяемых в учреждении и (или) удаляемых во внешнюю среду.

Во избежание вредного воздействия ионизирующего излучения необходимо создать условия, исключающие облучение организма дозами выше предельно допустимых, содержание радиоактивных веществ в воздухе, воде, пище и т. д. в концентрациях выше предельно допустимых.

Полученная (фактическая) доза облучения в лабораторной работе рассчитывается по формуле:

Dф = P · t·10^-6

где Dф – полученная доза облучения, рентген; Р –мощность дозы, мкР/ч; t – допустимое время облучения по категориям, ч.

Полученная доза облучения складывается из доз от естественного фона излучения и источника ионизирующего излучения.

Источник ионизирующего излучения – устройство или радиоактивное вещество, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

Естественный фон излучения – эквивалентная доза ионизирующего излучения, создаваемая космическим излучением и излучением естественно распределенных природных радионуклидов в поверхностных слоях Земли, приземной атмосфере, продуктах питания, воде, организме человека.

Соотношение фактической и допустимой доз D₀ облучения рассчитывается по формуле:

K = D_ф / D₀

Выводы о возможности пребывания людей при данной дозе облучения можно сделать, исходя из величины коэффициента К. В случае К ≤ 1 пребывание людей допустимо, К > 1 – пребывание людей недопустимо.

Полученные при выполнении работы дозы внешнего облучения не являются опасными, так как не превышают предельно допустимых доз, предусмотренных санитарными правилами и нормами радиационной безопасности НРБ-76/87 для категории В. Категория В облучаемых лиц или населения – население страны, республики, края или области. Схема экспериментальной установки приведена на рис. 1.

Рис.1. Схема установки

Источники излучения помещаются в закрытый контейнер 1, который установлен на направляющих 2 и имеет возможность перемещаться по ним на различные расстояния датчика 3 регистрирующего прибора 4. Расстояние определяется по шкале 5.

Типовая блок-схема устройства дозиметрических приборов представлена на рис. 2.

Рис. 2. Типовая блок-схема устройства дозиметрических приборов: 1 – ионизирующая камера; 2 – электрические преобразователи импульсов; 3 – регистрирующий прибор