5. Общие принципы защиты от ионизирующих излучений.

Условия безопасности при использовании радиоактивных изотопов в промышленности требуют проведения защитных мероприятий не только в отношении людей, непосредственно работающих с радиоактивными веществами, но и в отношении находящихся в смежных помещениях, а также населения, живущего близко от предприятия, которые могут подвергаться облучению.

Обеспечение безопасности работающих обеспечивается установлением предельно допустимых доз облучения различными видами ионизирующего излучения, применением защиты временем, расстоянием, проведением общих мер защиты, использованием средств индивидуальной защиты.

Помещения, предназначенные для работы с радиоактивными изотопами, должны быть отдельными, изолированными от других помещений и специально оборудованными. Желательно в одном помещении проводить работу с веществами одной активности, что облегчает устройство защитных средств. Стены и потолки делают гладкими, чтобы они не имели трещин и пор. Все углы должны быть закруглены для облегчения уборки помещений от радиоактивной пыли. Стены покрывают масляной краской на высоту 2 м, а при поступлении в воздушную среду помещения радиоактивных аэрозолей или паров как стены , так и потолки покрывают масляной краской полностью.

Полы изготовляют из плотных материалов, которые не впитывают жидкости, применяя для этого линолеум и т.п. Края линолеума поднимают по стенам на высоту 20 см и тщательно заделывают.

В помещении предусматривают только воздушное отопление. Обязательно устройство приточно-вытяжной вентиляции не менее чем с пятикратным обменом воздуха. В помещениях ежедневно проводят влажную приборку для предотвращения накопления радиоактивных загрязнений. Генеральную уборку помещений с мытьём горячей мыльной водой стен, окон, дверей и всей мебели необходимо проводить раз в месяц. Уборочный инвентарь из помещений не выносят и хранят в закрывающихся шкафах или металлических ящиках.

6. Устройство и расчет защитных экранов.

Под термином «экран» понимают передвижные или стационарные щиты, предназначенные для поглощения либо ослабления ионизирующего излучения. Экранами служат стенки контейнеров для перевозки радиоактивных изотопов, стенки сейфов для их хранения и др.

Выбор материала для изготовления защитного экрана зависит от преобладающего вида излучения. Кроме того, следует учитывать энергию излучения, активность источника, наличие и стоимость материалов, их адсорбционную способность и др.

Для защиты от альфа-излучения достаточен слой воздуха в несколько см. Применяют также экраны из плексигласа и стекла толщиной в несколько мм. Практически при работе с альфа-активными препаратами приходится защищаться не только от альфа-излучения, но и от бета- или гамма-излучения.

Экраны для защиты от бета-излучения изготовляют из материалов с малой атомной массой (алюминий) либо из плексигласа и карболита, которые дают наименьшее тормозное излучение. При использовании для защиты от бета-частиц экранов из таких материалов возникает высокоинтенсивное излучение малоэнергетических квантов, а при применении экранов из тяжелых материалов возникают кванты больших энергий, но меньшей интенсивности. Поэтому для защиты от бета-излучений в основном используются комбинированные экраны, у которых со стороны источника располагаются материалы с малой атомной массой, а за ними с большой. Возникающие в материале внутреннего экрана (толщину которого принимают равной длине пробега бета-частиц) кванты с малой энергией поглощаются в дополнительном экране из материалов с большой атомной массой.

Для защиты от гамма-излучения применяют материалы с большой атомной массой и высокой плотностью (свинец, вольфрам и др.). Стационарные экраны, являющиеся частью строительных конструкций, целесообразнее всего выполнять из бетона и баритобетона.

Для защиты от нейтронного излучения применяют материалы, содержащие водород (вода, парафин), а также бериллий и графит. Для защиты от нейтронов с малой энергией в бетон вводят соединения бора. Для комбинированной защиты от нейтронов и гамма-излучения применяют смеси тяжелых материалов с водой или водородосодержащими материалами, а также слоевые экраны из тяжелых и легких материалов (свинец-полиэтилен, железо-вода и т.п.)

При расчете защитных устройств в первую очередь необходимо учитывать спектральный состав излучения, его интенсивность, расстояние персонала от источника и время пребывания в сфере излучения.

В настоящее время на основании имеющихся расчетных и экспериментальных данных существуют таблицы кратности ослабления и различные номограммы, позволяющие определить толщину защиты от гамма-излучений различных энергий. В номограммах по оси абсцисс Отложена толщина защиты h из определенного материала, а на оси ординат – кратность ослабления К:

К = Х/Х_д или К = W/W_д,

Где Х и W – соответственно экспозиционная доза и мощность экспозиционной дозы в данной точке при отсутствии защиты; Х_д и W_д – то же, после устройства защиты толщиной h.

Толщину защиты из различных материалов можно определить по таблицам, зная энергию излучения и необходимую кратность ослабления.

Предположим, что необходимо рассчитать толщину стен помещения, в котором расположена гамма-установка с препаратом ¹³⁷Сs в 654 280 мг-экв Rа. Энергия излучения Е=1,5МэВ. Ближайшее расстояние от установки до лиц, работающих в соседнем помещении, R=600 см. Согласно НРБ в соседних помещениях, в которых находятся люди, не связанные работой с радиоактивными веществами, мощность экспозиционной дозы не должна превышать 0,12 мР/ч. Чтобы оценить кратность ослабления сначала рассчитаем величину экспозиционной дозы на рабочем месте по формуле:

Х=АК_t/R²

Где А – активность источника, мКи - (654 280 мг-экв Rа); К_- гамма-постоянная изотопа, Р·см²/(ч·мКи), берется из таблиц (8,4); t- время облучения, час; R – расстояние от источника до рабочего места, см (600). Затем применим формулу расчета кратности ослабления К=Х/Х_д. Получим

К = 8,4·654 280/360 000·0,12 = 100

Далее по таблице определяем, что для кратности ослабления К=100 и энергии Е=1,5 МэВ толщина защиты из бетона h равна 58,3 см.

В качестве защитного экрана для хранилища часто используют воду, т.е. препараты опускают в бассейн с водой, толщина слоя которой обеспечивает необходимое снижение дозы излучения до безопасных уровней. При наличии водяной защиты удобно производить зарядку и перезарядку установки, а также выполнять ремонтные работы. В любом случае мощность экспозиционной дозы излучения после защиты не должна превышать 3мР/ч на расстоянии 1 м от поверхности блока аппарата с источником. Мощность экспозиционной дозы излучения от вновь разрабатываемых радиоизотопных приборов контроля не должна превышать 0,3 мР/ч на расстоянии 1 м от поверхности блока прибора и 10 мР/ч вплотную к поверхности.

Если при работе с источниками ионизирующих излучений невозможно создать стационарную защиту, используют защиту временем или расстоянием. Это значит, что все манипуляции с открытыми источниками гамма-излучения следует проводить при помощи длинных захватов или держателей. Кроме того, ту или иную операцию надо осуществить только за тот промежуток времени, в течении которого доза, полученная работающим, не превысит установленной санитарными правилами нормы. Такие работы нужно вести под контролем дозиметриста.