6.6 Приборы контроля ионизирующих излучений

Приборы подразделяются на три основные группы: ра­диометры, дозиметры и спектрометры. Радиометры предназначены для измерения плотности потока ИИ (альфа- или бе­та-), а также нейтронов. Эти приборы используются для измере­ния загрязнений рабочих поверхностей, оборудования, кожных покровов и одежды персонала. Дозиметры предназначены для изменения дозы и мощности дозы, получаемой персоналом при внешнем облучении глав­ным образом гамма-излучением. Спектрометры предназначены для иден­тификации загрязнений по их энергетическим характеристикам. В прак­тике применяются гамма-, бета- и альфа-спектрометры.

6.7 Средства защиты и обеспечение безопасности при работе с источниками ионизирующего излучения

Безопасность должна быть характерной чертой самих тех­нологических процессов. Необходимо правильно спроектировать производство, а не создавать потом различные средства защиты от вредных воздействий. Телекамеры позволяют наблюдать за местами, пребывание в которых нежелательно для человека, а производственные операции, сопряженные с опасностью облучения, можно осуществлять при помощи дистанционного управления. Применение промышленных роботов позволяет значительно облегчить задачи, связанные с обеспечением ра­диационной безопасности.

При разработке мер защиты от излучения сле­дует учитывать радиационную опасность предприятия в целом. В проектах строящихся и реконструируемых предприятий должны предусматриваться предельно допустимые выбросы (ПДВ) и размеры санитарно - защитной зоны. ПДВ рассчитывают с учетом доз внешнего и внутрен­него облучения, обусловленного поступлением радионуклидов от данного предприятия в атмосферу.

Работы с радионуклидами подразделяют на два вида: на работу с закрытыми источниками ИИ и работу с открытыми радиоактивными источниками.

Закрытыми источниками ионизирующих излучений называются лю­бые источники, устройство которых исключает попадание радиоактив­ных веществ в воздух рабочей зоны. В этом случае возможно только внешнее облучение, по­этому необходима защита от рентгеновского и γ-излучений. Из закономерностей распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопас­ности персонала: уменьшение мощности источников до минимальных величин («защита количеством»), сокращение времени работы с источниками («защита временем»), увеличе­ние расстояния от источников до работающих («защита рас­стоянием») и экранирование источников излучения материа­лами, поглощающими ионизирующие излучения («защита эк­ранами»).

Открытые источники ионизирую­щих излучений способны загрязнять воздух рабочей зоны. Поэтому от­дельно разработаны требования к безопасной работе с закрытыми и от­крытыми источниками ИИ на производстве.

При работе с открытыми источниками может происходить внешнее облучение β- и γ-нуклидами, а также загрязнение воздуха, оборудования, одежды радиоактивными газами, аэрозо­лями, парами и растворами. При этом создаются условия для попадания радиоактивных веществ внутрь организма и его облучения, в силу чего применение открытых радиоактивных веществ требует более сложных мер защиты от внешнего и внутреннего облучения.

Меры защиты от внутреннего облучения при работе с от­крытыми радиоактивными веществами сводятся к устройству и планировке помещений, соблюдению специальных требований к оборудованию, вентиляции, отоплению, водоснабжению и канализации, к организации и режиму работы, личной гигиене и др. Все эти требования направлены на то, чтобы не допустить или свести к минимуму загрязнение воздуха радиоактивными газами, парами, аэрозо­лями, а также загрязнение оборудования, аппаратуры, помеще­ния, спецодежды и рук. Конкретные формы этих мероприятий устанавливаются в зависимости от производственных и трудо­вых процессов. Особое внимание должно быть уделено сбору, удалению и захоронению твердых и высокоактивных жидких отходов, которые могут вызвать загрязнение окружающей при­родной среды.

Обеспечение радиационной безопасности требует комплекса много­образных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий ра­боты с источниками ИИ, а также от типа источни­ка.

Главной опасностью закрытых источников ИИ является внешнее облучение, определяемое видом излучения, актив­ностью источника, плотностью потока излучения и создаваемой им дозой облучения и поглощенной дозой. Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить условия радиационной безопасности при применении закры­тых источников, основаны на знании законов распространения ИИ и характера их взаимодействия с веществом:

1. Доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени действия.

2. Интенсивность излучения от точечного источника пропорциональ­на количеству квантов или частиц, возникающих в них в единицу време­ни, и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника.

3. Интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экра­нов.

Основные принципы обеспечения радиационной безопасности: уменьшение мощности источников до минимальных величин (защи­та количеством); сокращение времени работы с источниками (защита временем); увеличение расстояния от источника до работающих (защита расстоянием) и экранирование источников излучения материалами, по­глощающими ИИ (защита экранами).

Защита количеством подразумевает проведение работы с минималь­ными количествами радиоактивных веществ, т.е. пропорционально со­кращает мощность излучения. Однако требования технологического про­цесса часто не позволяют сократить количество радиоактивного вещества в источнике, что ограничивает на практике применение этого метода защиты.

Защита временем основана на сокращении времени работы с источ­ником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала. Этот прин­цип особенно часто применяется при непосредственной работе персонала с малыми активностями.

Защита расстоянием - достаточно простой и надежный способ за­щиты. Это связано со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения персонала.

Защита экранами - наиболее эффективный способ защиты от излу­чений. В зависимости от вида ИИ для изготовле­ния экранов применяют различные материалы, а их толщина определяет­ся мощностью излучения. Выбор защитного экрана следует производить в зависимости от вида ИИ.

Для защиты от α-излучения применяют экраны из стекла, плек­сигласа толщиной в несколько миллиметров (слой воздуха в неско­лько сантиметров).

В случае β-излучения используют материалы с малой атомной массой (например, алюминий), а чаще комбинированные (со стороны источника - материал с малой атомной массой, а затем далее от ис­точника - применяют материал с большей атомной массой).

Для защиты от γ-излучений применяют материалы с большой атомной массой и высокой плотностью (свинец, вольфрам), а также более дешевые материалы и сплавы (сталь, чугун). Стационарные экраны выполняются из бетона.

Для защиты от нейтронного облучения применяют бериллий, графит и материалы, содержащие водород (парафин, вода). Для защиты от нейтронных потоков с малой энергией применяются бор и его соединения.

В случае воздействия γ-излучения и нейтронных потоков приме­няются комбинированные экраны (свинец - вода, свинец - поли­этилен, железо - вода и другие пары и комбинации).

По своему назначению защитные экраны условно подразделяются на пять групп:

1 Защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они широко используются при транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений.

2 Защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами, пол­ностью окружают все рабочее оборудование при положении радиоактив­ного препарата в рабочем положении или при включении высокого (или ускоряющего) напряжения на источнике ионизирующей радиации.

3 Передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов при­меняется для защиты рабочего места на различных участках рабочей зо­ны.

4 Защитные экраны, монтируемые как части строительных конструк­ций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т. д.). Такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в ко­торых постоянно находится персонал, и прилегающей территории.

5 Экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов, просвинцованные перчатки и др.).

Защита от открытых источников ИИ предус­матривает защиту от внешнего и внутреннего (связанного с возможным проникновением ра­диоактивных веществ в организм через органы дыхания, пищеварения или через кожу) облучений. Все виды работ с открытыми источниками ИИ разделены на 3 класса. Чем выше класс выполняемых ра­бот, тем жестче гигиенические требования по защите персонала от внут­реннего переоблучения.

Существующие способы защиты персонала:

1 Использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде.

2 Герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут явиться источниками поступления радиоак­тивных веществ во внешнюю среду.

3 Мероприятия планировочного характера. Радиационная опасность, определяемая по активности ис­пользуемых радиоактивных веществ, диктует в первую очередь требования, предъявляемые к устройству помещений, лабора­торий и предприятий. Планировка помещения предполагает максимальную изоляцию работ с радиоактивными вещест­вами от других помещений и участков, имеющих иное функциональное назначение. Согласно «Санитарным правилам»:

- для работ I класса необ­ходимо выделять здания или помещения (с отдельным входом), полностью изолированные от других помещений. Предусмат­ривается трехзональная планировка помещений: первая (чистая) зона - операторские и вспомогательные помещения, где нет активных загрязнений; вторая (грязная) зона - зона, в которой непосредственно проводятся работы с радиоактивны­ми веществами, и третья (грязная) зона - ремонтно-транспортная; сообщение между чистой и грязными зонами осуществляется через санпропускник или шлюз;

- работы II класса следует проводить в специально оборудо­ванных изолированных помещениях;

- проведение работ III класса можно разрешить в общих по­мещениях лабораторий на специально оборудованных местах.

4 Применение санитарно-гигиенических устройств и оборудования, использование специальных защитных материалов.

5 Использование средств индивидуальной защиты персонала. Все средства индивидуальной защиты, используемые для работы с открытыми источниками, разделяются на пять видов: спецодежда, спецобувь, средства защиты органов дыхания, изолирующие костюмы, дополни­тельные защитные приспособления. В комплекты спецодежды входят респираторы, пневмошлемы. Для защиты глаз применяют очки со стеклами, содер­жащими фосфат вольфрама или свинец.

6 Выполнение правил личной гигиены. Эти правила предусматривают личностные требования к работающим с источниками ИИ: запрещение курения в рабочей зоне, тщательная очистка (дез­активация) кожных покровов после окончания работы, проведение дози­метрического контроля загрязнения спецодежды, спецобуви и кожных покровов. Все эти меры предполагают исключение возможности проник­новения радиоактивных веществ внутрь организма.

Специальная подготовка рабочих зон, предназ­наченных для работы с радиоактивными веществами, заключа­ется в следующем: стены, потолки, двери делают гладкими; все углы в помещениях закругляют, стены покрывают масляной краской; полы изготавливают из плотных материалов, которые не впитывают жидкости. В помещении обязательно должна быть приточно-вытяжная вентиляция с не менее чем 5-кратным обменом воздуха.

Порядок получения, транспортировки и хранения радиоак­тивных веществ определяется специальными правилами. В частности, для этих целей используют особые транспортные контейнеры, а стационарные хранилища заглубляют в землю.