3.5. Расчет толщины защитного слоя сооружения

ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Защитой от радиации служат различные материалы ослабляющие гамма - лучи и нейтроны. Степень ослабления зависит от свойств материала и толщины защитного слоя. Ослабление интенсивности гамма - лучей и нейтронов характеризуется слоем половинного ослабления, который зависит от плотности материала.

Слой половинного ослабления - это слой вещества при прохождении которого интенсивность гамма - лучей или нейтронов уменьшается в 2 раза. Численно он определяется по формуле:

(6)

где a - слой половинного ослабления, см;

• - плотность материала, г/см³;

23 - слой половинного ослабления воды, см [ 19 ].

Для обеспечения эффективной защиты людей от проникающей радиации учитывается степень ее ослабления защитными сооружениями ГО, называемая иначе коэффициентом защиты сооружения. Коэффициент защиты сооружения К_осл показывает во сколько раз данное сооружение ослабляет проникающую радиацию:

(7)

где h - толщина защитного слоя, см.

(8)

где Рэкс - мощность экспозиционной дозы, Р/ч;

Рэкс₀ - допустимое значение мощности экспозиционной дозы, для расчетов [ 20 ].

Рассчитать толщину защитного слоя ( вариант по указанию преподавателя ) для защитного сооружения при условии, что радиация в помещении не должна превышать 6 мкР/ч ( см. табл. 9 в приложении ).

Толщина защитного слоя зависит от характера излучения ( вида и энергии излучения ), свойств защитного материала и необходимого коэффициента защиты ( Косл ), ( см. формулы 7 и 8 ).

Рассчитать коэффициенты ослабления и определить толщину защитного слоя для защиты от прямого пучка гамма - излучения ( см. табл. 8, 9 в приложении ). Номер варианта по указанию преподавателя. Для расчета использовать формулы №№ 2, 6, 7, 8.

Выбранные радионуклиды наиболее часто используются в промышленности для контроля технологических процессов, изучения износа деталей и инструмента. [ 20 ].

3.6. Содержание отчета по лабораторной работе

Отчет должен включать в себя:

- цель работы ;

- теоретическая часть;

- схема замера радиационного фона;

- заполненная таблица № 7;

- выводы по результатам замеров радиационного фона ( норма, повышен, понижен, что предпринять );

- расчет толщины защитного слоя сооружения;

Отчет составляется на отдельных листах школьной тетради с обязательным указанием на титульном листе названия работы, варианты заданий, студенческой группы, фамилии и инициалы автора работы.

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое изотоп, нуклид, радиоактивность, радионуклид?

2. Что такое ионизирующее излучение?

3. Виды ионизирующих излучений?

4.4. Излучаемые частицы и излучения, их ионизирующая и проникающая способность.

4.5. Дозы излучения и их единицы измерения.

6. Что такое коэффициент качества ионизирующих излучений?

7. Биологическое действие ионизирующих излучений.

8. Лучевая болезнь и ее степени.

9. Лучевое поражение кожи и его последствия?

10. Воздействие ионизирующих излучений при попадании внутрь организма.

11. Доза космического излучения в фоновом облучении человека.

12. Доза излучения от природных источников в фоновом облучении человека.

13. Доза в фоновом облучении человека от искусственных источников в окружающей среде:

- от выбросов ТЭЦ;

- от использования ядерного оружия;

- от выбросов предприятий ядерной энергетики;

- от выбросов АЭС;

- от медицинских обследований.

14. Основные документы радиационной безопасности.

15. Дозовые пределы в зависимости от групп населения

16. Среднегодовая суммарная доза облучения от всех источников на территории России.

17. Медицинские средства профилактики.

18. Значение радиационного фона на территории Ульяновска.

19. Сигнал оповещения о радиационной опасности, порядок его подачи и действия по сигналу?

20. Индивидуальные средства защиты органов дыхания?

21. Средства защиты кожи?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Коэффициент качества излучения [1]

Вид излучения	Коэффициент качества K
Рентгеновское и гамма – излучения Электроны и позитроны, бета – излучение Протоны с энергией меньше 10 МэВ Нейтроны с энергией меньше 20 МэВ Нейтроны с энергией 0,1 – 10 МэВ Альфа – излучение с энергией меньше 10 МэВ Тяжелые ядра отдачи	1 1 10 3 10 20 20

Таблица 2

Производные единицы СИ, используемые в дозиметрии ионизирующих излучений и их соотношения с внесистемными единицами

Физические величины	Единицы измерения		Соотношение между единицами измерения
	В системе СИ	Внесистемные
Экспозиционная доза Дэкс Мощность экспозиционной дозы Рэкс Поглощенная доза Д Мощность поглощенной дозы Р Эквивалентная доза Дэкв Мощность эквивалентной дозы Рэкв Активность радионуклида А Поверхностная активность Ап Объемная активность Аоб	Кулон на килограмм ( Кл/кг) Ампер на килограмм (А/кг) Грей (Гр) Гр/ч Зиверт (Зв) Зв/ч Беккерель (Бк) Беккерель на квадратный метр (Бк/м2) Беккерель на кубический метр (Бк/ м3)	Рентген (Р) Рентген в час (Р/ч), мР/ч, мкР/ч Рад (рад), мрад, мкрад Рад в час (рад/ч), мрад/ч, мкрад/ч Биологический эквивалент рентгена (бэр), мбэр, мкбэр Бэр в час (бэр/ч), мбэр/ч, мкбэр/ч Кюри (Ки) Кюри на квадратный километр (Ки/км2), мКи/км2, мкКи/км2 Кюри на литр (Ки/л) мК/л, мКи/л	1 Кл/кг = 3,88103Р 1 А/кг = 14106 Р/ч 1Гр = 100 рад, 1 рад = 10-2Гр, 1 рад = 1,14 Р 1Зв = 100 бэр 1 бэр = 10-2 Зв 1 Бк =1расп/с= 2,710-11 Ки 1Ки = 3,71010 расп/с = 3,71010Бк 1 Бк/м2= 2,710-5 Ки/ км2 1 Ки/ км2= 3,7104 Бк/ м2 1Бк/м3= 2,710-14 Ки/л 1 Ки/л = 3,71015 Бк/м3
Удельная активность Ау	Беккерель на килограмм (Бк/кг)	Кюри на килограмм (Ки/кг) мКи/кг, мкКи/кг	1 Бк/кг = 2,710-11Ки/кг 1 Ки/кг = 3,71010 Бк/кг

Продолжение приложения

Таблица 3

Расчетные значения годовой эффективной эквивалентной дозы от природных источников в районах с нормальным фоном

Источник излучения	Годовая эффективная эквивалентная доза, мЗв
	Внешнее облучение	Внутреннее облучение	Суммарная доза
Космическое излучение: Ионизирующая компонента: Нейтронная компонента:	0,240 0,042	- -	0,240 0,042
Космогенные радионуклиды: (калий) (рубидий)	0,12 -	0,015 0,18 0,006	0,015 0,330 0,006
Урановый ряд: (уран) , (радий) (родий) (полоний)	0,10 - - - -	1,14 0,005 0,007; 0,007 1,00 0,12	1,24 - - - -
Ториевый ряд: (торий) (радон)	0,16 - - -	0,18 0,003 0,013 0,16	0,34 - - -
Всего:	0,7(0,62)	1,5(0,370)	2,2(0,990)

* Расчетные данные средневзвешенных доз облучения населения РФ

Таблица 4

Мощность дозы облучения всего тела при полете в самолете,

от часов с циферблатом, содержащим радий, третий или прометий,

а также от цветного телевизора

Источник Излучения	Активность Бк	Мощность дозы		Мощность экв. Дозы мкЗв/ч
		мкГр/ч	мкГр/год
Самолет на высоте 8км	-	0,84	-	1,35
Часы:
226Ra (радий)	3,7.10	0,074	1	0,074
3H (тритий)	40.10	3,7.10	0,3	3,7.10
147Pm (прометей)	1,5. 10	2.10	2	2.10
Цветной телевизор на расстоянии:
250 см от экрана	-	2,5.10	10	2,5.10
5 см от экрана	-	100	-	100

Продолжение приложения

Таблица 5

Основные дозовые пределы (НОБ-96)

Нормируемые	Дозовые пределы
величины	Лица из персонала (группа А)	Лица из населения
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год	1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 МЗв в год
Эквивалентная доза за год в хрусталике, коже, кистях и стопах	150 мЗв 500 мЗв 500 мЗв	15 мЗв 50 мЗв 50 мЗв

Таблица 6

Среднегодовые индивидуальные эффективные дозы облучения

населения РФ за счет всех основных источников ионизирующего излучения

в 1981-1985 гг. [7]

Источники ионизирующего излучения	Вид излучения	Среднегодовая индивидуальная эффективная доза облучения, мкЗв (мбэр)
1	2	3
Естественный радиационный фон	Внешнее Внутреннее Внешнее и внутренне суммарно	650 (65) 1600 (160) 2250 (225)
Технологически измененный радиационный фон:
 Естественные радионуклиды, содержащиеся в стройматериалах и воздухе помещений	Внешнее Внутреннее Внешнее и внутреннее суммарно	100 (10) 1300 (130) 1400 (140)
 Минеральные удобрения	Внешнее и внутреннее суммарно	0,15 (0,015)
 Угольные электростанции суммарной мощностью 76 ГВт (эл)	Внешнее и внутреннее суммарно	2 (0,2)
Продолжение приложения
Продолжение таблицы
1	2	3
Искусственный радиационный фон:
 Атомные электростанции суммарной мощностью 12 ГВт (эл)	Внешнее и внутреннее суммарно	0,17 (0,017)
 Глобальные радиоактивные выпадения в следствие испытаний ядерного оружия	Внешнее Внутреннее Внешнее и внутреннее суммарно	10 (1) 15 (1,5) 25 (2,5)
	Внешнее и внутреннее суммарно	1400 (140)
Суммарная доза облучения от всех источников (округленно)		5050 (505)

Таблица 7

Форма записи измерений

Место проведения измерения	Индуцируемое число на индикаторе прибора	Мощность эквивалентной дозы (среднее значение)
		мкЗв/ч	МкР/ч
Аудитория № …
Точка №1
Точка №2
Точка №3
. . . . .

Продолжение приложения

Таблица 8

Варианты для расчетов

Номер варианта	Применяемый материал	Плотность материала, Гр/см
1	Вольфрам	19
2	Свинец	11,3
3	Сталь	7,8
4	Бетон	2,3
5	Грунт	1,6
6	Кирпич	1,6
7	Дерево	0,7

Таблица 9

Варианты для расчетов

№ варианта	Радио-нуклид и период распада	Энергия гамма излуче-ния, Мэв	Актив-ность источ-ника	Гамма - постоянная радио-нуклида	Расстояние от источника до рабоче-го места, см.	Время облучения, ч	Нормативное значение мощности экспозиционной дозы на рабоч. месте, Р/ч
1	Натрий 2,6 года	0,2	100	11,8	200	6	6.10
2	Марганец 312 сут.	0,4	100	4,61	250	6	6.10
3	Железо 44,5 сут.	0,5	100	6,2	300	6	6.10
4	Кобальт 5,237 год.	0,6	100	12,8	250	6	6.10
5	Цинк 244 дня	0,8	100	3,07	200	6	6.10
6	Цезий 30,18 лет	0,9	100	3,2	300	6	6.10
7	Иридий 74 дня	1,0	100	4,72	250	6	6.10

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Множители и приставки для образования кратных и долей единиц и их наименование[2]

Множители	Приставка	Обозначение		Множители	Приставка	Обозначение
		Междунар.	Русское			Междунар.	Русское
	Экса	E	Э		деци	d	д
	Пета	P	П		санти	c	с
	Тера	T	Т		милли	m	м
	Гига	G	Г		микро	m	мк
	Мега	M	М		нано	n	н
	Кило	K	К		пико	p	п
	Гекто	h	г		фемго	f	ф
	Дека	da	да		агго	a	а

СОКРАЩЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

АЭС – атомные электростанции;

РФ – радиационный фон;

ЯТЦ – ядерный топливный цикл;

ЕРФ – естественный радиационный фон;

ТИЕРФ – технологически измененный ЕРФ;

МАГАТЭ – международное агентство по атомной энергии;

НКДАР–научный комитет по действию атомной радиации при ООН;

МКРЗ – международная комиссия по радиационной защите;

НКРЗ – национальная комиссия по радиационной защите при Минздраве;

ЧАЭС – Чернобыльская АЭС;

РХЗ – радиохимические заводы;

РБГ – радиоактивные благородные газы;

ТЭС – теплоэлектростанции;

УТЦ – угольно–топливный цикл;

УФ – ультрафиолетовые;

РВ – радиоактивные вещества;

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нормы радиационной безопасности (НРБ – 96) Гигиенические нормативы ГН 2.6.1.054-96 Госкомсанэпиднадзор России, Москва. 1996.

2. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности. М: Энергоактомиздат, 1991.

3. Радиация. Дозы, эффекты, риск. Пер. с английского. М.:Мир,Р15 1986.

4. Журнал «Охрана труда и соцстрахование». 1991. - №№1,2,3,5,7.

5. Свинцев Ю.А. Насколько опасно облучение (радиация и человек).2-е издание. М.;Издат.,1991.

6. Атаманюк В.Г. Гражданская оборона. М.: Высшая школа, 1987.

7. Кириллов В.Ф. и др. Радиационная гигиена Москвы: Медицина,1988.

8. Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. М.: Атомиздат, 1990.

9. Основные правила по работе с РВ и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП – 72/87 №4422 – 87) Минздрав СССР, 26.08.82.

10. ГОСТ 12.4.120 – 83 ССБТ. Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие требования. М.: Издательство стандартов,1984.

11. ГОСТ 17925 – 72. Знак радиационной опасности. М.: Издательство стандартов, 1984.

12. ГОСТ 12.1.048 – 85 »ССБТ. Контроль радиационный при захоронении радиационных отходов. Номенклатура контролируемых параметров». М.: изд. стандартов 1986.

13. Правила безопасности при транспортировке РВ (ПБРВ – 73 №1139 – 73).

14. ГОСТ 12.27103 – 84. «ССБТ. » Установки радиационно-технические с радионуклидами источниками гамма-излучения. Общие требования безопасности и методы их контроля. М.: Издательство стандартов, 1985.

15. ГОСТ 12.4.066-79»ССБТ». Средства защиты рук от радиоактивных веществ. Общие требования и правила применения. М.: изд. стандартов 1980.

16. Радиационная защита. Рекомендации МКРЗ. Атомиздат, публикация № 26, М. : 1978.

17. Машкович В.П. Защита от ионизирующих излучений: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1982.

18. Юдин Е.Я. и Белов С.В. Охрана труда в машиностроение, 1983.

19. Егоров П.Т. и др. Гражданская оборона. М.: Высшая школа, 1977.

20. Белов С.В. Средства защиты в машиностроении: Справочник. М.: Машиностроение, 1989.

Знак радиационной опасности (ГОСТ 17925-72)

УДК 541(076)

Измерение фоновых значений ионизирующих излучений на территории и в помещениях УлГТУ и расчет защиты из различных материалов:

Лабораторная работа №4: Методические указания для студентов всех специальностей / Сост. В.А.Цветков. – Ульяновск: УлГТУ, 1999.

Методические указания составлены в соответствии с учебными программами курса ''Безопасность жизнедеятельности'' для студентов всех специальностей.

Методические указания содержат основные сведения по ионизирующим излучениям, их биологическому воздействию, фоновому облучению человека, по нормам радиационной безопасности и мерам профилактики и защиты населения на радиоактивно загрязненной местности, а также порядок определения фонового значения с помощью прибора РКСБ-104, оценку обстановки при авариях и катастрофах на потенциально опасных радиационных объектах и расчет защитных экранов от ионизирующих излучений.

Методические указания могут быть использованы для самостоятельной работы студентов при подготовке и проведении лабораторных работ, подготовки к экзамену, в дипломном проектировании.

Указания подготовлены на кафедре ''Экология и БЖД и химия''.

Ил. 9. Табл. 22. Библиогр.: 22 назв.

Рецензент начальник штаба по делам ГО и ЧС

Ленинского района г. Ульяновска

И. Д. Воробчук