3.6.4.Элементы расчёта дозовых наргузок на человека

Расчет по известной мощности дозы и времени облучения.

Здесь и далее речь пойдет об изотопах радиоактивных элементов (радиоизотопах, радионуклидах) применяемых в энергетике для целей неразрушающего контроля металла основного энергетического оборудования. Отличительной особенностью этих изотопов является относительно большой период полураспада (несколько лет или десятков лет). Следовательно, можно достаточно уверенно считать, что за контрольный отрезок времени (год), мощности доз, которые они создают в рабочих зонах, будут оставаться примерно постоянными. Пари этих предположениях расчет дозовых нагрузок сильно упрощается. Так, если известна мощность поглощенной дозы Д´, создаваемая в данной рабочей зоне, то поглощенную дозу за период облучения t_обл. в человеке, работающем в этой зоне можно определить, используя соотношение (3.16), следующим образом:

Д=Д´∙t_обл.

Далее, используя соотношения (3.14) и (3.15) можно определить эквивалентную и эффективную дозы.

Пример 1. Задано, что человек облучался γ-излучением в течение 1000 ч/год, причём мощность дозы составила 100 мкГр/ч. Нужно найти эффективную дозу. Решение:

поглощённая доза за t_обл.:

Д=Д´∙t_обл.=100∙10^-6∙1000= 0,1 Гр/год.

По табл.3.3 для γ-излучения находим коэффициент качества излучения W_R=1. Тогда эквивалентная доза определиться по соотношению (3.14) следующим образом:

Н=Д∙W_R=0,1∙1=0,1 Зв/год.

Гамма-излучение обладает большой проникающей способностью, вследствие чего пронизывает всё тело человека. Следовательно, эффективная доза будет создаваться во всем теле человека и тогда ∑W_R=1. При этих условиях эффективная доза может быть рассчитана следующим образом (3.15):

Е=Н∙∑W_R=0,1∙1=0,1 Зв/год или 100 мЗв/год.

Расчет по активности радионуклидов, времени облучения, расстоянию от источника.

Радиоактивные элементы распадаются с одинаковой скоростью, не зависящей от количества атомов в пробе.

Активностью радионуклида называется количество распадов ядер данного радионуклида за единицу времени. Обозначение активности (А), единица измерения – один распад в секунду,– в системе СИ имеет название Беккерель [Бк]. Внесистемная единица: 1 Кюри [Ки] = 3,7∙10¹⁰ Бк.

По специальным справочным таблицам определяется гамма-постоянная Г для данного радионуклида. Она численно равна мощности поглощённой дозы, создаваемой радионуклидом активностью в 1 Бк на расстоянии в 1 м от него, и измеряется в [аГр∙м²/Бк∙с]. Буква «а» в размерности гамма-постоянной обозначает дольную единицу измерения «аттоГрей», равную 10^-18 Грэй.

С использованием понятий активности и гамма-постоянной определение доз за время tобл от источника активностью А на расстоянии r осуществляется по следующей методике:

Определяем поглощённую дозу за tобл:

Д=А∙Г∙t_обл./r² (3.19)

Определяем эквивалентную дозу (исходя из вида ИИ):

Н=Д∙W_R

Определяем эффективную дозу:

Пример 2. Работник облучался γ-излучением в течение 1000 ч/год от точечного источника кобальт-60 активностью 10¹⁰ Бк, расположенного в 10 м от рабочего места. Оценить условия труда, если работник относится к группе «а». Решение.

Оценить условия труда – это значит определить значение физической величины, характеризующей соответствующее воздействие на человека и сравнить его с предельно допустимым значением. В нашем случае такой физической величиной является годовая эффективная доза. Для персонала группы «а» её предельно допустимое значение равно 20 мЗв. Определим её реальное значение в нашем случае. Для изотопа ⁶⁰Со значение Г-постоянной равно 84,63 аГр∙м²/Бк∙с. Тогда годовая поглощенная доза равна (3.19):

Гр

Для γ-излучения W_R=1 (см. табл.3.3). Тогда согласно (3.14) Н=Д∙W_R=3∙10^-2∙1=3∙10^-2 Зв/год.

При работе с точечными источниками ИИ, расположенными вне специального коллимирующего прибора облучается все тело следовательно ∑W_T=1. Тогда эффективная доза определиться следующим образом (3.15):

Е=Н∙∑W_T=3∙10^-2∙1=3∙10^-2 Зв/год

Используя данные НРБ-99 (см. табл.3.4), делаем вывод, что условия труда являются допустимыми только в течении 1 года