Измерения радиоактивных газов и аэрозолей

Газоаэрозольные выбросы в атмосферу нормально работающего радиационно-опасного объекта разделяют на технологические выбросы и выбросы, связанные с вентиляцией помещений АЭС. Технологические выбросы - это газовые сдувки из деаэраторов первого контура, эжекторные газы турбин, газовая продувка активной зоны и металлоконструкций реакторов, сдувки из систем газоочистки и из другого технологического оборудования. Вентилляционные выбросы обусловлены поступлением радиоактивных газов и аэрозолей из технологических помещений.

Основными нуклидами, определяющими активность газоаэрозольных выбросов радиационных объектов являются:

• инертные радиоактивные газы - ⁴¹Аг, ^85-88Кг, ^133-138Хе;

• радионуклиды йода – ^131-135I;

• продукты коррозии – ^58,60Со, ⁵⁴Мn, ⁵⁹Fе и др.;

• продукты деления ядерного топлива – ^134-137Сs, ⁹⁵Zr -⁹⁵Nb, ¹⁴⁰Ba –¹⁴⁰La и др; Формы существования изотопов йода в газоаэрозольных выбросах различны и часто меняются по пути движения к выбросной трубе. Выброс ¹³¹I в атмосферу идет, в основном, в летучей (паровой) форме - в виде молекулярного йода I₂ и органических соединений (главным образом метилиодида СН₃I). В аэрозольной форме йод в выбросах находится в количестве, не превышающем 10% общего выброса йода.

Допустимые объемные активности инертных радиоактивных газов в воздухе рабочих помещений (ДОА) достаточно велики (3,710⁴-3,710⁵ Бк/м³) из-за того, что эти -, -излучатели не концентрируются в организме человека. В таком случае, сравнивая объем газа в легких и окружающем человека пространстве, легко прийти к выводу, что ИРГ опасны только как внешние -, -излучатели.

Свойствами равномерного распределения по телу человека (без концентрирования в отдельных органах) отличаются также радиоактивные изотопы водорода ³Н и углерода ¹⁴С, которые могут встречаться соответственно в форме паров воды и углекислого газа. В отличие от изотопов инертных газов осколочного происхождения ³Н и ¹⁴С являются излучателями только низкоэнергетических -частиц, их переход в стабильное состояние не сопровождается испусканием -квантов. Следовательно, эти изотопы облучают только ткани, примыкающие непосредственно к органам дыхания или к местам фиксирования радиоактивных атомов, поскольку пробег низкоэнергетических -частиц в тканях незначителен (доли миллиметра). Значения ДОА этих радионуклидов сравнимы с ДОА для ИРГ только в силу больших периодов полураспада и, следовательно, большего времени облучения прилегающих тканей.

Из перечисленных выше радионуклидов по допустимой объемной активности в воздухе рабочих помещений резко выделяется ¹³¹I (ДОА = 410² Бк/м³). Как уже отмечалось, это связано с тем, что ¹³¹I сильно концентрируется в молочных продуктах питания, а в организме человека – в малой по массе щитовидной железе, и выделяет почти всю энергию распада в этом жизненно важном органе.

Исключительно низкая допустимая концентрация ¹³¹I в воздухе вызывает большие сложности его измерения с необходимой чувствительностью и быстродействием. Один из методов, отличающихся высокой чувствительностью, но существенными затратами времени, состоит в прокачке контролируемого воздуха последовательно через два слоя тонковолокнистой фильтрующей ткани типа ФП. Первый слой улавливает все радиоактивные аэрозоли (в том числе и ту часть йода, которая присутствует в воздухе в форме аэрозолей), а второй, пропитанный едким калием, улавливает парообразный йод. Чувствительность метода порядка 410^-2 Бк/м³ при прокачке через фильтр 1 м³ воздуха, что может быть достигнуто за 20 мин при скорости прокачки 50л/мин.

Другой метод состоит в прямом измерении -излучения щитовидной железы человека установкой СИЧ. Чувствительность метода – 0,05-0,1ДС_а, где ДС_а - допустимая концентрация радионуклида в органе человека.