Виды ионизирующих излучений. Их воздействие на организм человека, нормирование, меры защиты и профилактики

Виды ионизирующих излучений и их характеристики

Ионизирующим излучением называется любое излучение, прямо или косвенно вызывающее ионизацию среды (образование заряженных атомов или молекул — ионов). Такими свойствами обладают альфа- и бета-частицы, потоки нейтронов, имеющие корпускулярную природу, а также гамма- и рентгеновские электромагнитные излучения.

Естественными источниками ионизирующих излучений являют­ся высокоэнергетические космические частицы, которые, растрачивая свою энергию в атмосфере Земли, порождают ионизирующие радио­активные изотопы и большое количество вторичных ионизирующих излучений (гамма-кванты, бета-частицы, мезоны).

Контакт с ионизирующими излучениями представляет серьез­ную опасность для человека. Однако при соблюдении определенных технических и организационных требований применение радиоак­тивных веществ безопасно.

К ионизирующим относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентгеновское) излучения, способные при взаимодействии с веществом создавать в нем заряжен­ные атомы и молекулы — ионы.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, испус­каемых веществом при радиоактивном распаде или при ядерных реак­циях. Их энергия не превышает нескольких МэВ. Чем больше энергия частицы, тем больше полная ионизация, вызываемая ею в веществе.

Пробег альфа-частиц, испускаемых радиоактивными вещества­ми, достигает 8...9 см в воздухе, а в живой ткани — нескольких десят­ков микрометров. Обладая сравнительно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с вещест­вом, что обусловливает их низкую проникающую способность и высо­кую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути не­сколько десятков тысяч пар ионов.

Бета-излучение — поток электронов или позитронов, возникаю­щих при радиоактивном распаде. Энергия бета-частиц не превышает нескольких МэВ. Максимальный пробег в воздухе составляет 1800 см, а в живых тканях 2,5 см.

Ионизирующая способность бета-частиц ниже (несколько десятков пар на 1 см пробега), а проникающая способность выше, чем альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой и при одинаковой с альфа-частицами энергии имеют меньший заряд.

Нейтроны (поток которых образует нейтронное излучение) пре­образуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях с яд­рами атомов; при неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из гамма-квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодействиях возможна обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов веще­ства, с которым они взаимодействуют.

Гамма-излучение — электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц.

Гамма-излучение обладает большой проникающей способно­стью и малым ионизирующим действием. Энергия его находится в пределах 0,01...3 МэВ.

Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей ис­точник бета-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях элек­тронов и т.п. и представляет совокупность тормозного и характеристи­ческого.

Воздействие ионизирующих веществ на организм человека

Чем больше происходит в веществе актов ионизации под воз­действием излучения, тем больше биологический эффект. Биологиче­ское действие излучения зависит от числа образованных пар ионов или от связанной с ним величины — поглощенной энергии.

Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Изменения в химическом составе значительного числа молекул при­водят к гибели клеток.

Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепле­ние воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, кото­рые, обладая высокой химической активностью, вступают в соедине­ние с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани.

В результате происшедших изменений нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ нарушаются.

Под влиянием ионизирующих излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости кровенос­ных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного трак­та, истощение организма, снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.

Необходимо различать внешнее облучение и внутреннее. Под внешним облучением следует понимать такое воздействие излучения на человека, когда источник радиации расположен вне организма и исключена вероятность попадания радиоактивных веществ внутрь ор­ганизма. Это имеет место, например, при работе на рентгеновских ап­паратах и ускорителях или при работе с радиоактивными веществами, находящимися в герметичных ампулах. При внешнем облучении наи­более опасны бета-, гамма-, рентгеновское и нейтронное облучения.

Биологический эффект зависит от дозы облучения, его вида, времени воздействия, размеров облучаемой поверхности, индивиду­альной чувствительности организма.

При работе с радиоактивными веществами интенсивному облу­чению могут подвергаться руки, поражение кожи которых может быть хроническим или острым. Первые признаки хронического поражения обнаруживаются обычно не сразу после начала работы, они проявля­ются в сухости кожи, трещинах на ней, ее изъязвлении, ломкости ног­тей, выпадении волос. При остром лучевом ожоге кистей рук наблю­даются отеки, пузыри и омертвление тканей, могут появиться также долго не заживающие лучевые язвы, на месте образования которых возможны раковые заболевания.

Жесткие рентгеновские и гамма-лучи могут привести к летальному исходу, не вызвав при внешнем облучении изменения кожных покровов. Альфа- и бета-частицы, обладая незначительной проникающей спо­собностью, вызывают при внешнем облучении только кожные поражения. Внутреннее облучение происходит при попадании радиоактивного вещества внутрь организма при вдыхании воздуха, загрязненного радио­активными элементами; через пищеварительный тракт (при приеме пи­щи, питье загрязненной воды, курении) и в редких случаях через кожу. При попадании радиоактивного вещества внутрь организма че­ловек подвергается непрерывному облучению до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или не выведется из организма в ре­зультате физиологического обмена. Это облучение очень опасно, так как вызывает долго не заживающие язвы, поражающие различные органы.

Человек постоянно подвергается облучению естественным фоном излучения, состоящим из космического излучения и излучения естест­венно распределенных природных радиоактивных веществ (на поверх­ности земли, в приземной атмосфере, в продуктах питания, в воде и др.).

Естественный фон внешнего излучения на территории нашей республики создает мощность эквивалентной дозы 0,36—1,8 мЗв/год.

Кроме естественного облучения, человек облучается и другими источниками, например при производстве рентгеновских снимков, флюорографии.

При однократном облучении всего тела человека возможны следующие биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения: до 0,25 Гр — видимых нарушений нет; 0,25...0,50 Гр— возможны изменения в крови; 0,5...1,0Гр— измене­ния в крови, нормальное состояние трудоспособности нарушается; 1,0...2,0 Гр— нарушение нормального состояния, возможна потеря трудоспособности; 2,0...4,0 Гр— потеря трудоспособности, возможен смертельный исход; 4,0...5,0 Гр — смертельные случаи составляют 50% от общего числа пострадавших; 6,0 Гр и более —• смертельные случаи достигают 100% общего числа пострадавших.

При облучении в дозах, превышающих в 100... 1000 раз смер­тельную дозу, человек может погибнуть во время облучения («смерть под лучом»).

В настоящее время имеется ряд противолучевых препаратов, которые позволяют значительно ослабить воздействие излучения.

Облучение людей ионизирующими излучениями может привести к соматическим, сомато-стохастическим и генетическим последствиям. Соматические эффекты проявляются в виде острой или хро­нической лучевой болезни всего организма, а также в виде локаль­ных лучевых повреждений.

Сомато-стохастические эффекты проявляются в виде сокра­щения продолжительности жизни, злокачественные изменения кро-вообразующих клеток (лейкозы), опухоли различных органов и клеток. Генетические эффекты проявляются в последующих поколе­ниях в виде генных мутаций, как результат действия облучения на половые клетки при уровнях дозы, не опасных данному индивиду.

Заболевания, вызванные радиацией, могут быть острыми и хроническими. Острые поражения наступают при облучении боль­шими дозами в течение короткого промежутка времени. Характерной особенностью острой лучевой болезни является цикличность ее проте­кания, в которой схематично можно выделить четыре периода: пер-

ничной реакции, видимого благополучия (скрытый период), разгара болезни и выздоровления (либо летального исхода).

В период первичной реакции через несколько часов после облу­чения большими дозами появляются тошнота, рвота, головокружение, иялость, учащенный пульс, иногда повышается температура на 0,5... 1,5 °С. Анализ крови показывает увеличение числа белых кровяных телец (лейкоцитоз).

В период видимого благополучия болезнь протекает скрыто. Продолжительность этого периода находится в прямой зависимости от полученной дозы излучения (от нескольких дней до двух недель). Обычно чем короче скрытый период, тем тяжелее исход заболевания.

В период разгара болезни у пострадавшего появляются тошнота и рвота, сильное недомогание, поднимается высокая температура (40...41 °С). Появляется кровотечение из десен, носа и внутренних ор­ганов. Число лейкоцитов резко снижается. Смертельный исход чаще всего наступает между 12-м и 18-м днями после облучения.

Период выздоровления наступает через 25...30 дней после облу­чения. Далеко не всегда происходит полное восстановление организ­ма. Очень часто, вследствие перенесенного облучения, наступает раннее старение, обостряются прежние заболевания.

Хронические поражения ионизирующими излучениями бывают как общие, так и местные. Развиваются они всегда в скрытой форме в результате систематического облучения дозами, значение которых больше предельно допустимой, поступающими как при внешнем об­лучении, так и при попадании внутрь организма радиоактивных ве­ществ. Различают три степени хронической лучевой болезни.

Для первой, легкой степени лучевой болезни характерны незна­чительные головные боли, вялость, слабость, нарушение сна и аппетита.

При второй степени болезни указанные признаки заболевания усиливаются, возникают нарушения обмена веществ, сосудистые и сердечные изменения, расстройства пищеварительных органов, кро­воточивость и др.

Третья степень болезни характеризуется еще более резким проявлением перечисленных симптомов. Нарушается деятельность половых желез, происходят изменения центральной нервной систе­мы, наблюдаются кровоизлияния, выпадение волос. Отдаленные по­следствия лучевой болезни — повышенное предрасположение к зло­качественным опухолям и болезням кроветворных органов.

Нормирование ионизирующих излучений

В настоящее время предельно допустимые уровни ионизирую­щего облучения определяются Нормами радиационной безопасности НРБ-2000. В соответствии с НРБ-2000 установлены следующие кате­гории облучаемых лиц: персонал и население.

Персонал — лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений.

Население — все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов: основные пределы доз; допустимые уровни монофактор­ного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления, допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА) и другие; контрольные уровни (дозы, уровни, ак­тивности, плотности потоков и др.). Их значения должны учитывать достигнутый в организации уровень радиационной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.

Основные пределы доз облучения приведены в таблице. Ос­новные пределы доз не включают в себя дозы от природного и меди­цинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.

* Допускается одновременное облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам.

" Относится к дозе на глубине 300 мг/см².

*** Относится к среднему по площади в см² значению в базальном слое кожи толщиной 5 мг/см² под покровным слоем толщиной 5 мг/см². На ладонях толщина покровного слоя — 40 мг/см². Указанным пределом допускается об­лучение всей кожи человека при условии, что в пределах усредненного облу­чения любого 1 см² площади кожи этот предел не будет превышен. Предел дозы при облучении кожи лица обеспечивает непревышение предела дозы на хрусталик от бета-частиц.

Для каждой категории облучаемых лиц значение допустимого уровня радиационного воздействия для данного пути облучения опре-

делено таким образом, чтобы при таком уровне воздействия только одного данного фактора облучения в течение года величина дозы рав­нялась величине соответствующего годового предела (усредненного за пять лет), указанного в таблице. Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) —1 000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) — 70 мЗв.

При одновременном воздействии на человека источников внеш­него и внутреннего облучения годовая эффективная доза не должна превышать пределов доз, установленных в таблице.

Для женщин в возрасте до 45 лет, работающих с источниками излучения, вводятся дополнительные ограничения: эквивалентная доза на поверхности нижней части области живота не должна пре­вышать 1 мЗв в месяц, а поступление радионуклидов в организм за год не должно быть более 1/20 предела годового поступления для пер­сонала. В этих условиях эквивалентная доза облучения плода за 2 месяца не выявленной беременности не превысит 1 мЗв.

Для студентов и учащихся старше 16 лет, проходящих профессио­нальное обучение с использованием источников излучения, годовые до­зы не должны превышать 1/4 значений, установленных для персонала.

В соответствии с Законом РБ «О радиационной безопасности на­селения» от 05.01.1998 г., «Радиационная безопасность населения — состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного воздействия ионизирующего излучения» (ст. 1).

Устанавливаются следующие основные гигиенические норма­тивы (допустимые пределы доз) облучения на территории РБ в ре­зультате воздействия источников ионизирующего излучения:

для населения средняя годовая эффективная доза равна 0,001 Зв или эффективная доза за период жизни (70 лет) — 0,07 Зв; в отдель­ные годы допустимы большие значения эффективной дозы при усло­вии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять по­следовательных лет, не превысит 0,001 Зв;

для работников средняя годовая эффективная доза равна 0,02 Зв или эффективная доза за период трудовой деятельности (50 лет) — 1 Зв; допустимо облучение в размере годовой эффективной дозы до 0,05 Зв при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчис­ленная за пять последовательных лет, не превысит 0,02 Зв.

Регламентируемые значения основных пределов доз облучения г-ге включают в себя дозы, создаваемые естественным радиационным и техногенно измененным радиационным фоном, а также дозы, полу­чаемые гражданами (пациентами) при медицинском облучении.

Указанные значения пределов доз облучения являются исход­ными при установлении допустимых уровней облучения организма человека и отдельных его органов.

В случае радиационных аварий допускается облучение, прииф- ?; шающее установленные основные гигиенические нормативы Qyiuvt- * тимые пределы доз), в течение определенного промежутка времени И в пределах, определенных санитарными нормами и правилами.

Меры защиты и профилактики

В нашей республике создано научно обоснованное санитарное законодательство, разработаны ПДК во внешней среде практически для всех наиболее часто применяемых радиоактивных изотопов.

Конкретные значения физических параметров, принятых в качестве нормативных величин, приведены в Нормах радиационной безопасности НРБ-2000, которые предусматривают следующие основные принципы радиационной безопасности: не превышение установленного основного дозового предела; исключение всякого необоснованно го облучения; снижение дозы излучения до возможно низкого уровня,

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 на близких рас­стояниях от предприятия, которые могут подвергаться облучению.

Обеспечение безопасности работающих с радиоактивными ве­ществами осуществляют путем установления предельно допустимых доз облучения различными видами ионизирующих излучений, при­менения защиты временем, расстоянием, проведения общих мер за­щиты, использования средств индивидуальной защиты. Большое значение имеет применение приборов индивидуального и общего контроля для определения интенсивности радиоактивных облучений.

Защита работающих с радиоактивными изотопами от ионизи­рующих облучений осуществляется системой технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий.

Помещения, предназначенные для работы с радиоактивными изотопами, должны быть отдельными, изолированными от других по­мещений и специально оборудованы. Желательно в одном помещении проводить работу с веществами одной активности, что облегчает уст­ройство защитных средств. Стены, потолки и двери делают гладкими, чтобы они не имели пор и трещин. Все углы в помещении закругляют 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, полихлорвиниловый пластикат и т.п. Края линолеума и пластиката поднимают по стенам им высоту 20 см и тщательно заделывают.

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

Перед началом работы с радиоактивными веществами тща­тельно проверяют действие вентиляции, состояние оборудования и средств индивидуальной защиты. Содержание помещений в чистоте, а оборудования в полной исправности является основным требовани­ем. При неисправности оборудования его эксплуатацию следует не­медленно прекратить.

Для работы с газообразными и летучими радиоактивными ве­ществами предназначены боксы.

Работу в закрытых боксах осуще­ствляют с использованием вмонтиро­ванных в них резиновых перчаток или механических манипуляторов. Боксы обо­рудуют закрытой системой вентиляции: приточный воздух подается по самостоя­тельной системе воздуховодов, а удаляе­мый загрязненный воздух очищается в индивидуальном фильтре бокса. Предот­вращение утечек воздуха из бокса обес­печивается созданием в боксе разреже­ния воздуха 100...200 Па. Для работы с радиоактивными веществами применя­ют специальные вытяжные шкафы, обо­рудованные местным отсосом, защит­ным окошком со свинцовым стеклом, скользящими свинцовыми шторками.

Для поглощения либо ослабления ионизирующего излучения применяют «экраны», под которыми понимают пе­редвижные или стационар­ные щиты. Выбор материала для изго­товления защитного экрана зависит от преобладающего вида излучения.

Более того, роговой слой кожи человека (100 мкм), который не чувст­вителен к поражающему действию Кроме того, следует учитывать энергию излучения, активность источни­ка, наличие и стоимость материала и др. Для защиты от альфа-излучения достаточен слой воздуха до 10 см. Про­бег а-частиц от естественных радио­нуклидов в воздухе не превышает 9 см, а в биологической ткани — 100 мкм.

Достаточно находиться на рас­стоянии 9...10 см от а-излучающего ве­щества, даже если ведутся работы с от­крытыми радиоактивными веществами, и ни одна а-частица не попадет на тело работающего.

а-частиц, полностью их поглощает. По­этому а-радионуклиды радиационно не опасны как внешние облучатели и средства индивидуальной защиты (одеж­да, халаты, перчатки) полностью защищают организм от них.

Для защиты от альфа-излучения применяют также экраны из плексиглаза и стекла толщиной в несколько миллиметров.

Для защиты персонала от внешнего р-излучения все операции с Р-радионуклидами ведутся за экраном или в защитных шкафах.

При этом необходимо иметь в виду, что при прохождении р-частиц через вещество возникает тормозное излучение, которое может существенно увеличить дозу излучения.

Интенсивность тормозного излучения зависит от материала за­щиты и от энергии р-частиц. При этом чем больше атомный номер вещества экрана, тем больше интенсивность тормозного излучения. Следовательно, для выбора экрана необходимо брать вещество с ма­лым атомным номером Z. Наиболее подходящими для этой цели яв­ляются оргстекло, различные пластические массы, алюминий, а при малой энергии Р-частиц применяют железо и медь.

Для защиты от гамма-излучения применяют материалы с боль­шой атомной массой и высокой плотностью: свинец, вольфрам и т.п. Стационарные экраны, являющиеся частью строительных конструк­ций, целесообразнее изготовлять из бетона и баритобетона.

Смотровые системы изготовляют из прозрачных материалов: свинцового стекла, стекла с жидким наполнителем (бромистым и хло­ристым цинком) и др.

Для защиты от нейтронного излучения применяют материалы, содержащие водород (вода, парафин), а также бериллий, графит и др. Для защиты от нейтронов с малой энергией в бетон вводят соединения бора: буру, колеманит и др. Для комбинированной защиты от нейтро­нов и гамма-лучей применяют смеси тяжелых материалов с водой или водосодержащими 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 воздей­ствия излучения.

При работе с радиоактивными изотопами в качестве индивиду­альных средств защиты применяют халаты, комбинезоны и полуком­бинезоны из неокрашенной хлопчатобумажной ткани, а также хлопчатобумажные шапочки.

При опасности значительного загрязнения помещения радиоак­тивными изотопами поверх хлопчатобумажной одежды следует надевать пленочную одежду (нарукавники, брюки, фартук, халат, костюм), закры­вающую все тело или только места наибольшего загрязнения. Такая оде­жда обеспечивает более полную защиту поверхности тела работающего от попадания радиоактивных веществ, пыли, а также кислот и щелочей, которые могут употребляться при работе с радиоактивными веществами. В качестве материалов для изготовления пленочной одежды могут применяться некоторые виды пластиков, органическое стекло, некоторые сорта резины и другие материалы, легко очищающиеся от радиоактивных загрязнений. В случае использования пленочной одежды необходимо предусмотреть ее конструкцию такой, чтобы она допускала подачу воздуха непосредственно под костюм, нарукавники. Для работ с открытыми радиоактивными веществами, имею­щими активность более 10 мкКи, для защиты рук применяют перчат­ки из просвинцованной резины с гибкими нарукавниками.

Для выполнения ремонтных работ, при которых загрязнения могут быть очень большими, разработаны пневмокостюмы из пласти­ческих материалов с принудительной подачей воздуха под костюм. Они надежно защищают основную спецодежду и кожные покровы ра­ботающего от попадания радиоактивной пыли или других токсичных веществ внутрь организма. Благодаря полной герметичности сварных швов и специальной конструкции, костюмы можно дезактивировать непосредственно на работающем после выхода его из загрязненной зоны. Это в значительной степени устраняет возможность загрязне­ния одежды работающего при снятии костюма.

Иногда при ремонтных работах или других работах с изотопами нужно защищать только органы дыхания и нет необходимости пользоваться пневмокостюмом. В этом случае применяют респираторы, пневмошлемы и другие средства индивидуальной защиты. Более на­дежно защищают от радиоактивных загрязнений шланговые проти­вогазы. Воздух в противогаз подается из незагрязненного места само­всасыванием или принудительно.

Для защиты глаз применяют очки закрытого типа со стеклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец. При работах с альфа-и бета-препаратами для защиты лица и глаз используют защитные щитки из оргстекла.

В связи с тем что обычная обувь легко впитывает радиоактив­ные вещества и ее очень трудно очищать от загрязнений, применяют пленочные туфли, специальные ботинки, парусиновые чехлы, наде­ваемые на обувь и снимаемые при выходе из загрязненных мест.

При использовании средств индивидуальной защиты следует обращать внимание на последовательность их надевания и снятия. Несоблюдение этого ведет к загрязнению рук, одежды, оборудования.

Надевать и снимать перчатки следует так, чтобы их внешняя сторона не коснулась внутренней и чтобы голые пальцы не притраги­вались к внешней загрязненной стороне. Если перчатки имеют хотя бы небольшое повреждение, их надо заменить.

Безопасность работы с радиоактивными веществами и источниками излучения можно обеспечить, организуя систематический дозиметриче­ский контроль за уровнями внешнего и внутреннего облучения обслужи­вающего персонала, а также за уровнем радиации в окружающей среде.

Дозиметрический контроль является одним из существенных фак­торов системы радиационной безопасности. Объем дозиметрического контроля зависит от характера работы с радиоактивными веществами.

Если работу проводят с закрытыми источниками радиации, то достаточно ограничиться измерением дозы гамма-излучения в основ­ных и вспомогательных помещениях, на рабочих местах постоянного и временного пребывания обслуживающего персонала.

При осуществлении работ с открытыми радиоактивными вещест­вами, например, в горячих лабораториях, а также на ядерных реакто­рах, где возможны утечки радиоактивных веществ из системы первого контура или появление радиоактивных газов и аэрозолей, помимо измерения уровней внешних потоков радиации необходимо также проводить контроль уровней загрязненности воздуха и рабочих по­верхностей радиоактивными веществами в рабочих и смежных поме­щениях, а также уровней загрязненности рук и одежды работающих.

Весь обслуживающий персонал, имеющий контакт с радиоак­тивными веществами, должен быть снабжен индивидуальными дози­метрами для контроля дозы гамма-излучения, получаемой каждым работником.

Вопрос № 33

Категории технических процессов и производств по взрывной и пожарной безопасности. Формулы для определения общего расхода воды для тушения пожаров.

Категории технических процессов по взрывной и пожарной

безопасности.

Предусматриваемые при проектировании зданий и установок противо-пожарные мероприятия зависят прежде всего от пожарной или взрывной опасности размещенных в них производств и отдельных помещений. Помещения и здания в целом делятся по степени пожаро- или взрывоопасности на пять категорий в соответствии с ОНТП-24.

• Категория А - это помещения, в которых применяются легковоспла-меняющиеся жидкости с температурой вспышки паров 28^oС и ниже или горючие газы в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасную смесь с воздухом, при взрыве которой создастся давление более 5 кПа (например, склады бензина).

• Категория Б - это помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль, а также легковоспла-меняющиеся жидкости с температурой вспышки паров более 28^oС в таком количестве, что образуемая ими с воздухом смесь при взрыве может создать давление более 5 кПа (цеха приготовления сенной муки, выбойные и размо-льные отделения мельниц и крупорушек, мазутное хозяйство электростанций и котельных).

• Категория В - это помещения, в которых обрабатывают или хранят твердые горючие вещества, в том числе выделяющие пыль или волокна, неспособные создавать взрывоопасные смеси с воздухом, а также горючие жидкости (лесопильные, столярные и комбикормовые цехи; цехи первичной сухой обработки льна, хлопка; кормокухни, зерноочистительные отделения мельниц; закрытые склады угля, склады топливно-смазочных материалов без бензина; электрические РУ или подстанции с трансформаторами).

• Категория Г - это помещения, в которых сжигают топливо, в том числе газ, или обрабатывают несгораемые вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии (котельные, кузницы, машинные залы дизельных электростанций).

• Категория Д - это помещения, в которых негорючие вещества находятся в практически холодном состоянии (насосные оросительные станции; теплицы, кроме отапливаемых газом, цехи по переработке овощей, молока, рыбы, мяса).Категории производств по пожарной опасности в большой степени определяют требования к конструктивным и планировочным решениям зданий и сооружений, а также другим вопросам обеспечения пожаро- и взрывобезопасности. Они отвечают нормам технологического проектирования или специальным перечням, утверждаемым министерствами (ведомствами). Руководством при этом могут служить "Указания по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности"(СН 463-74) и "Методика категорирования производств химической промышленности по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности".

Условия возникновения пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются степенью их огнестойкости (способность здания или сооружения в целом сопротивляться разрушению при пожаре). Здания и сооружения по степени огнестойкости подразделяются на пять степеней (I, II, III, IV и V). Степень огнестойкости здания (сооружения) зависит от возгораемости и огнестойкости основных строительных конструкций и от распространения огня по этим конструкциям.

По возгораемости строительные конструкции подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые конструкции выполнены из несгораемых материалов, трудносгораемые - из трудносгораемых или из сгораемых, защищенных от огня и высоких температур несгораемыми материалами (например, противопожарная дверь, выполненная из дерева и покрытая листовым асбестом и кровельной сталью).

Огнестойкость строительных конструкций характеризуется их пределом огнестойкости, под которым понимают время в часах, по истечении которого они теряют несущую или ограждающую способность, т. е. не могут выполнять свои обычные эксплуатационные функции.

Потеря несущей способности означает обрушение конструкции.

Потеря ограждающей способности - прогрев конструкции при пожаре до температур, превышение которых может вызвать самовоспламенение веществ, находящихся в смежных помещениях, или образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые могут проникать продукты горения в соседние помещения.

Пределы огнестойкости конструкций устанавливают опытным путем.

Для этого образец конструкции, выполненный в натуральную величину, помещают в специальную печь и одновременно воздействуют на нее с необходимой нагрузкой.

Время от начала испытания до появления одного из признаков потери несущей или ограждающей способности и считается пределом огнестойкости. Предельным прогревом конструкции является повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем больше чем на 140^oС или в какой-либо точке поверхности выше чем на 180^oС по сравнению с температурой конструкции до испытания, или больше чем на 220^oС независимо от температуры конструкции до испытания.

Наименьшим пределом огнестойкости обладают незащищенные металлические конструкции, а наибольшим - железобетонные.

Требуемая степень огнестойкости производственных зданий промышленных предприятий зависит от пожарной опасности размещаемых в них производств, площади этажа между противопожарными стенами и этажности здания. Требуемая степень огнестойкости должна соответствовать фактической степени огнестойкости, которая определяется по таблицам СНиП П-2-80,содержащим сведения о пределах огнестойкости строительных конструкций и пределах распространения по ним огня.

Например, основные части зданий I и II степени огнестойкости являются несгораемыми и различаются только пределами огнестойкости строительных конструкций. В зданиях I степени распространение огня по основным строительным конструкциям не допускается совсем, а в зданиях II степени максимальный предел распространения огня, составляющий 40 см, допускается только для внутренних несущих стен (перегородок). Основные части зданий V степени являются сгораемыми.

Формулы для определения общего расхода воды

для тушения пожаров

Различают несколько видов расхода огнетушащего средства; Требуемый, фактический И общий, которые приходится определять при решении практических задач по пожаротушению.

Требуемый расход - это весовое или объемное количество огне­тушащего средства, подаваемого в единицу времени на величину соответствующего параметра тушения пожара или зашиты объекта, которому угрожает опасность. Требуемый расход огнетушащего сред­ства на тушение пожара вычисляют по формуле:

Qтр т=Пт Iтрт,

Где Qтр т - требуемый расход огнетушащего средства на тушение пожара, л/с, кг/с, м3/с; Пт - величина расчетного параметра тушения пожара: пло­щадь - м2, объем - м3, периметр или фронт - м; Iтрт - интенсивность подачи огнетушащего средства для тушения пожара: поверхностная Is - л/(м2·с), кг/(м2·с), объемная Iv - л/(м3·с), кг/(м3·с), или линейная Iл л/(м·с).

Требуемый расход воды на защиту объекта определяют по фор­муле:

Qтр з =Пз Iз

Где Qтр з - требуемый расход воды на защиту объекта, л/с; Пз - величина расчетного параметра защиты: площадь, м2, периметр или часть длины защищаемого участка, м; Iз - поверхностная (или соответственно линейная) интенсивность подачи воды для защиты в зависимости от принятого расчетного параметра, л/(м2·с), л/(м·с).

Задача № 6

В целях защиты от поражений электрическим током необходимо заземлить электрооборудование, питающееся от низковольтного щита подстанции. Электрическая сеть с изолированной нейтралью напряжения 380/220 В.

Род грунта – торф

Климатическая зона – I

Длина вертикального электрода -2,9 м

Диаметр вертикального электрода – 5 см

Ширина объеденяющей стальной полосы – 5 см

Глубина расположения верхнего конца вертикального электрода – 0,9 м

Нормируемое значение заземляющего устройства- 4 Ом

Принять отношение

Решение:

- расчетное удельное сопротивление грунта

где - соспротивление грунта, полученное при измерении.

- коэффициент, учитывающий увелечение удельного соспротивления грунта в течении года.

-сопротивление растеканию одиночного трубчатого заземлителя

;

- необходимое количество электродов

-длину объеденяющей стальной пластины

-сопротивление растеканию полосового заземлителя

-общее сопротивление заземлителя

Вывод: расчетное сопротивление сложного заземлителя равное 3,26 Ом обеспечивает защиту в электроустановках до 1000 Вт при суммарных мощностях питания, что соответствует ПЭУ.

\

Задача № 10

Расчет освещенности точечным методом от светильников с симметричным светораспределением рекомендуется вести в такой последовательности:

1. По соотношению d / hp определяют tga и, следовательно, угол α и cos³α, где d - расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость, ей перпендикулярную и проходящую через расчетную точку.

2. По кривой силы света (или табличным данным) для выбранного типа светильников и угла a выбирают Ia.

3. По основной формуле подсчитывают горизонтальную освещенность от каждого светильника в расчетной точке.

4. Определяют суммарную освещенность в контрольной точке, создаваемую всеми светильниками.

5. Вычисляют расчетный световой поток (в люменах), который должен быть создан каждой лампой для получения в расчетной точке требуемой (нормированной) освещенности.

6. По найденному расчетному световому потоку подбирают лампу требуемой мощности.

Высотой 6,5 м освещается четырьмя светильниками типа РСП113-400 с лампами ДРЛ мощностью 400 Вт. Светильники расположены по углам платформы со стороной 4 м (рис. 2). Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью hp = 6,5 м. Нормированная освещенность в контрольной точке А равна 250 лк. Определить, соответствует ли освещенность в контрольной точке требуемой норме.

1. Определяем tgα α и cos³α , α=37°, cos³α=0,49.

2. Определяем Ia. По кривой силе света светильников РСП13 (ДРЛ) при условной лампе со световым потоком Ф_Л = 1000 лм, находим силу света Ia при α = 37° (интерполируя между значениями силы света для угла α = 35° и 45°), Ia1000 = 214 кд.

Световой поток установленной в светильнике лампы ДРЛ мощностью 400 Вт равен 19000 лм. Поэтому Ia= 214 × (19000 / 1000) = 214 × 19 = 4066 кд.

3. Рассчитываем освещенность от одного светильника в горизонтальной плоскости в контрольной точке А. Принимая коэффициент запаса k = 1,5 для одного светильника и μ = 1,05 получим

Так как в расчетной точке каждый из четырех светильников создает одинаковую освещенность, то суммарная горизонтальная освещенность в точке А будет ∑Е_А = 7 × 37,72 = 264,04 лк

Фактическая освещенность повышает нормированную (250 лк) примерно на 10 % что находится в допустимых пределах.

Список литературы

1. Денисенко Г.Ф. Охрана труда. М.: Высшая школа, 1985.

2. Охрана труда на железнодорожном транспорте. Под редакцией Ю.Г. Сибарова. М.: Транспорт, 1981.

3. Осветительные установки. Г.М. Кнорринг. Л.: Энергоиздат, 1981.

4. СниП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение. М., 1996.

5. Безопасность жизнедеятельности. 10/5/2 Задание на контрольную работу. М., РГОТУПС, 2000.

6. Демичев В.И.Прожекторное освещение, Энергия .:М, 1972 г.