16.4.Розрахункові методи захисту в(д зовнішнього опромінення

Контроль за умовами роботи персоналу, що здійснюється за до- помогою дозиметрів, рентгенометрів та інших приладів, часто не за- безпечує розв'язання всіх завдань, пов'язаних з організацією раді- аційної безпеки персоналу, наприклад, при виникненні радіаційних аварій і не може бути використаний на стадії проектування радіа- ційних об'єктів.

Методи розрахунку доз опромінення полягають у використанні фізичних закономірностей послаблення енергії випромінювання. Роз- різняють такі принципи захисту: кількістю (активністю) речовини, часом роботи, віддаллю від джерела, а також екрануванням. Очевид- но, що доза опромінення прямо пропорційна активності та часу ро- боти з радіоактивною речовиною і обернено пропорційно квадрату віддалі від джерела.

Математична залежність між цими величинами при розрахун- ку захисту під час роботи з джерелами гама-випромінювання ви- ражається такими формулами:

: 0-К -і ■ іи-8,4-*

Д = —-,——,г або Д = —г _г,

де Д — доза, Р; О — активність джерела, мКі; і — час роботи, год.; К_у — гама-стала джерела гама-випромінювання; 8,4 — гама-стала радію-226; т — активність, мг-екв. радію; К — віддаленість працю- ючого від джерела, м.

Для розрахунку захисту при роботі з бета-випромінювачами використовується формула

ЄіЗл-ю⁷_:«

4/гЯ² ' де Р — допустима потужність дози, виражена щільністю потоку ча- стинок з 1 см² поверхні джерела за 1 с; О — активність джерела, мКі; 3,7-10⁷ — кількість розпадів у масі радіоактивної речовини, активність якої відповідає 1 мКі; К — віддаль від джерела, м; п — коефіцієнт виходу р-частинок на 1 розпад.

Користуючись наведеними формулами, можна обчислити фактич- ну дозу за даних умов роботи, а також визначити допустиму актив- ність на робочому місці, максимальний час роботи та мінімальну від- даль від джерела, при яких доза не перевищувала б допустиму.

Часто, особливо при здійсненні розрахунків при проектуванні радіаційних об'єктів, наприклад, радіологічних відділів, радіоізотоп- них лабораторій, через характер виробничого завдання не вдається довести величину параметрів активність —час —віддаль до варіанта, в якому Д, (фактична доза) не перевищувала б ГДД. Тоді доводить- ся визначати потужність додаткового елемента захисту — екрана.

Основний принцип екранування: потужність дози випромінюван- ня на зверненій до людини поверхні екрана, розташованого між ДІВ і працівником, не повинна перевищувати допустиму. Екранами мо- жуть бути огороджувальні конструкції приміщень, переносні шир- ми, контейнери для транспортування радіоактивних речовин, засо- би індивідуального захисту. Потужність екрана визначається насам- перед товщиною матеріалу, з якого він зроблений. Використовуються свинець, свинцеве скло (зі свинцевим еквівалентом 1:5), просвинцьо- вана гума — для захисту від гама- та рентгенівського випроміню- вання; алюміній, оргскло — для захисту від бета-випромінювання; вода, графіт — від нейтронного випромінювання. При всіх переліче- них видах випромінювання екранами є будівельні матеріали — за- лізо, бетон, цегла, що мають відповідні свинцеві еквіваленти. При роботі з чистими альфа-випромінювачами екрани не використову- ються через незначну довжину пробігу частинок у повітрі (декіль- ка сантиметрів).

Потужність екрана визначають через кратність -(-послаблення К, що являє собою відношення фактичної дози (чи потужності дози) до допустимої: К=Д. : Д_о (Р. : Р_о). При цьому враховується енергія випромінювання.

416

417

Розрахунок захисту від рентгенівського випромінювання має де- які відмінності і здійснюється через визначення коефіцієнта кратно- сті послаблення, який залежить від фізичних характеристик рентге- нівської трубки: сили анодного струму І та напруги

К

мА

К² Р

м'

■ мР / год

Потужність захисту зі свинцю (мм) для послаблення первинного пучка рентгенівських променів наведена в табл. 125.

Таблиця 125 Товщина свинцевого захисту для послаблення первинного пучка рентгенівського випромінювання, мм

			Напр)	га на рентгенівській трубі			і, кВ
к	60	75	100	125	150	180	200	220	250
0,001				0,1	0,6	1,2	1,8	1,9	2,2
0,002	—	—	0,2	0,3	0,8	1,5	2,2	2,3	2,8
0,003	—	—	0,4	0,5	1,0	1,7	2,4	2,7	3,4
0,004	—	0,1	0,5	0,7	1,1	1,9	2,6	2,9	3,7
0,005	—	0,2	0,6	0,8	1,3	2,0	2,7	3,1	4,1
0,0075	0,1	0,4	0,9	1,0	1,5	2,3	3,0	3,5	4,7
0,01	0,1	0,5	1,0	1,2	1,7	2,4	3,2	3,7	5,1
0,05	0,4	1,0	1,7	1,9	2,5	3,7	4,1	5,0	7,2
0,1	0,5	1,2	2,0	2,3	2,9	3,7	4,6	5,6	8,2
0,5	0,8	1,7	2,7	3,0	3,6	4,5	5,5	7,0	10,2
1,0	0,9	2,0	3,0	3,4	4,0	5,0	6,0	7,6	11,2
3,0	1,1	2,3	3,5	3,9	4,5	5,5	6,6	8,4	12,6
5,0	1,2	2,5	3,7	4,1	4,8	5,8	7,0	8,8	13,2
10,0	1,4	2,7	4,1	4,5	5,2	6,3	7,3	9,5	_ .
30,0	1,5	3,0	4,4	5,0	5,7	6,8	8,1	10,4	—
50,0	1,6	3,2	4,8	5,3	6,0	7,1	8,4	10,8	—
100,0	1,8	3,5	5,1	5,6	6,3	7,5	8,7	11,4	-

Таблиця 126 Свинцеві еквіваленти будівельних матеріалів

Матеріал	Об'ємна вага,	Товщина свинцю,	Товщина	матеріалу	(мм) при напрузі		в кіловольтах
				|		|
	г/см3	мм	75	І 100	125	150 |	200
Барито-бетон	2,7	1	18	20	20	22	25
		3	59	65	65	65	75
		6	—	—	—	150	150
		10	—	—	—	—	250
Бетон	2,3	1	80	85	85	85	85
		3	210	210	220	230	240
		6	-	—	—	350	400
		10	—	—	—	—	670
Цегла	1,6	1	120	130	130	130	130
		3	350	340	340	340	340
		6	—	—	-	350	590
		10	-	-	-	-	740

Сила анодного струму при напрузі на трубці до 75 кВ становить 1 мА, 90-100 кВ — 3 мА, понад 100 кВ — 5 мА. Обчисливши за формулою товщину свинцевого екрана, далі для визначення необхід- ної товщини будівельних матеріалів користуються таблицею свин- цевих еквівалентів цих матеріалів (табл. 126).