Носовский А.В. Вопросы дозиметрии и радиационная безопасность на атомных электрических станциях / ГЛАBA 10

ГЛАBA 10.

ПРАВИЛА РАБОТЫ С ИСТОЧНИКАМИ ИОНИЗИРУЮЩИХ

ИЗЛУЧЕНИЙ

КЛАССИФИКАЦИЯ РАБОТ С РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Источником ионизирующего излучения называют устройство или радиоактивное вещество, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение. Источники излучения подразделяются на закрытые и открытые. Закрытым источником называется радионуклидный источник излучения, устройство которого исключает поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан. Открытым источником называется радионуклидный источник излучения, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем радиоактивных веществ в окружающую среду.

Для разграничения производств с открытыми радиоактивными источниками по группам радиационной опасности введено понятие минимально значимой активности (МЗА). Под МЗА понимают наименьшую активность открытого источника на рабочем месте, при которой еще требуется получение специального разрешения органов Госсаннадзора на использование этого источника.

Радионуклиды как потенциальные источники внутреннего облучения разделяются по степени радиационной опасности на четыре группы.

• Группа А — радионуклиды с МЗА 0,1 мкКи.

• Группа Б — радионуклиды с МЗА 1 мкКи.

• Группа В — радионуклиды с МЗА 10 мкКи.

• Группа Г — радионуклиды с МЗА 100 мкКи.

Все работы с использованием открытых источников разделяются на три класса. Класс работ устанавливается в зависимости от группы радиационной опасности радионуклида и его фактической активности на рабочем месте (табл. 10.1).

В случае нахождения на рабочем месте радионуклидов разных групп радиационной опасности активность приводится к группе А радиационной опасности:

С = С_А + 0,1С_Б +0,0lC_В+ 0,001С_Г, (10.1)

где С — суммарная активность, приведенная к группе А радиационной опасности, мкКи; С_А, с_б, С_в, С_г — активность нуклидов с группой радиационной опасности соответственно А, Б, В, Г, мкКи.

Классом работ определяются требования к размещению и оборудованию помещений, в которых проводятся работы с открытыми источниками. На дверях помещений, где проводятся работы с открытыми источниками, вывешивается знак радиационной опасности с указанием класса работ.

Таблица 10.1 Класс работ

Группа радиационной опасности	Минимально значимая активность МЗА, мкКи	Активность на рабочем месте, мкКи Класс работ
		I	II	III
А	0,1	Более 104	От 10 до 104	От 0,1 до 10
Б	1,0	Более 103	От 102 до 105	От 1 до 100
В	10	Более 106	От 103 до 106	От 10 до 103
Г	100	Более 107	От 104 до 107	От 102 до 104

Примечания: 1. При простых операциях с жидкостями (без упаривания, перегонки, барботажа и т. п.) допускается увеличение активности на рабочем месте в 10 раз.

2. При простых операциях по получению (элюированию) и расфасовке порций короткоживущих радионуклидов медицинского назначения из генераторов, имеющих нормативно-техническую и эксплуатационную документацию ив которыхпри работе с закрытыми источниками более 200 мг-экв радия используются специальные устройства с дистанционным управлением, допускается увеличение активности на рабочем месте в 20 раз. Класс работ определяется по максимальной одновременно вымываемой (элюируемой) активности дочернего радионуклида.

3. При хранении открытых источников допускается увеличение активности в 100 раз..

Учреждения освобождаются от обязанности получения специального разрешения на работу с источниками ионизирующих излучений и последующего радиационного контроля, если:

• активность радионуклидов на рабочем месте меньше минимально значимой активности МЗА, а общая активность радионуклидов, находящихся в учреждении, не превышает указанное значение более чем в 10 раз;

• учреждения получают, используют или хранят любые количества радиоактивных веществ в виде растворов с концентрацией, не превышающей значения ДК_В^ingest для воды;

• учреждения получают, используют или хранят любые количества радиоактивных веществ в твердом состоянии с удельной активностью: менее 2·10^-7 Ки/кг (7,4·10³ Бк) для источников альфа-излучения (кроме трансурановых элементов, удельная активность которых в источнике не должна превышать 1 · 10^-8 Ки/кг (370 Бк); менее 2·10^-6 Ки/кг (7,4· 10⁴ Бк) для источников бета-излучения; менее 1·10^-7 г-экв. радия/кг для источников гамма-излучения;

• мощность эквивалентной дозы в любой точке, находящейся на расстоянии 0,1 м от поверхности закрытого источника, не превышает 0,1 мбэр/ч, обеспечена надежная герметизация радиоактивных веществ, находящихся внутри источника, конструкция которого согласована с органами Госсаннадзора;

• используется оборудование, в котором происходит ускорение электронов до энергии менее 10 кэВ.

К числу основных профилактических мероприятии при работе с радиоактивными веществами в открытом виде относятся правильный выбор планировки помещения, оборудования, отделки помещений, технологических режимов, рациональная организация рабочих мест, соблюдение мер личной безопасности работающими, рациональные системы вентиляции, зашиты от внешнего и внутреннего облучения, сбора и удаления радиоактивных отходов.

Во всех учреждениях, предназначенных для работ с открытыми источниками, помещения для каждого класса работ рекомендуется сосредоточить в одном месте.

Работы с открытыми источниками, активностью ниже МЗА, а также с любыми количествами радиоактивных растворов с объемной активностью, не превышающей ДК_В^ingest для воды, могут проводиться в помещениях, к которым не предъявляются специальные требования по радиационной безопасности.

Работы Ш класса проводятся в отдельных помещениях (комнатах), соответствующих требованиям, предъявляемым к химическим лабораториям.

Помещения для работ II класса должны размещаться в отдельной части здания изолированно от других помещений. В составе этих помещений должны быть санитарный пропускник, шлюз или душевая и пункт радиационного контроля на выходе. Помещения для работ ІІ класса должны быть оборудованы вытяжными шкафами или боксами.

Помещения для работ I класса должны размещаться в отдельном здании или изолированной части здания с отдельным входом только через санитарный пропускник с обязательным переодеванием персонала.

Получение и поставка источников ионизирующих излучений производится по заявкам, согласованным с органами санитарно-эпидемиологической службы и внутренних дел. Поставка образцовых и контрольных альфа-, бета-, гамма- и нейтронных источников для градуировки и проверки дозиметрической и радиометрической аппаратуры проводится без специальных разрешений, если активность этих источников не превышает десятикратного значения МЗА.

Источники излучений должны приниматься ответственным за их учет и хранение лицом, которое назначается приказом директора АЭС. Ответственное лицо ведет систематический учет их наличия и движения на АЭС.

Выдача источников из мест хранения на рабочие места производится ответственным лицом только по письменному разрешению директора АЭС или лица, им уполномоченного. Выдача и возврат источников регистрируется в приходно-расходном журнале. Расходование радиоактивных веществ, используемых в открытом виде, оформляется внутренними актами, составляемыми исполнителями работ с участием лиц, ответственных за учет и хранение источников ионизирующих излучений, и представителей службы радиационной безопасности. Акт утверждается администрацией учреждения и служит основанием для учета движения радиоактивных веществ.

Источники излучения, не находящиеся в работе, должны храниться в специально отведенных местах или соответственно оборудованных хранилищах, исключающих доступ к ним посторонних лиц.

На АЭС должен осуществляться строгий учет количества, движения и мест нахождения свежего и отработанного топлива, а также всех других делящихся материалов.

Передача с АЭС в другие учреждения образцов после облучения в реакторе и других источников излучения, которые по своей активности подлежат регистрации и контролю органами Госсаннадзора, осуществляется только с разрешения санитарно- эпидемиологической службы и органов внутренних дел. Передачу оформляют актом в двух экземплярах, один из которых направляют в бухгалтерию учреждения, передающего радиоактивные вещества, для списания, другой высылают учреждению, получающему радиоактивные вещества, для оприходования.

При работе с закрытыми источниками ионизирующих излучений персонал может подвергаться только внешнему облучению. Такие источники используются, например, в приборах контроля технологических процессов, в установках радиационной технологии, радиационной дефектоскопии, терапии и диагностики. В качестве источника в этих приборах и установках используются радионуклидные закрытые источники, а также рентгеновские аппараты и ускорители.

При проведении работ с закрытыми источниками человек подвергается воздействию ионизирующих излучений только в течении того промежутка времени, когда он находится вблизи источника излучения. Зашита от внешнего облучения осуществляется путем создания стационарных или передвижных защитных ограждений, которые снижают уровень облучения до регламентируемых пределов.

К стационарным защитным ограждениям относятся: защитные стены, перекрытия пола и потолка, двери и дверные проемы, смотровые окна и т.д., к передвижным — ширмы различного типа, экраны, тубусы и диафрагмы рентгеновских, гамма-терапевтических, гамма- дефектоскопических и других установок, ограничивающих пучок лучей, контейнеры для транспортирования радиоактивных веществ. Применение тех или иных видов защитных устройств и способов защиты зависит от назначения источников излучения и условий их эксплуатации.

Специальные меры защиты следует предусматривать только тогда, когда мощность дозы на расстоянии 0,1 м от источника превышает 10^-3 мЗв/ч (0,1 мбэр/ч). В этом случае все источники излучения в нерабочем положении должны находиться в защитных устройствах. Предусматриваются также системы дистанционного перемещения источников из положения хранения в рабочее положение.

Рабочая часть стационарных аппаратов и установок с открытым и неограниченным по направлению пучком излучения должна размещаться в отдельном помещении. Материал и толщина стен, пола и потолка этого помещения при любых реальных положениях источника и направлениях пучка должны обеспечивать ослабление излучения в смежных помещениях и на территории учреждения до допустимых значений.

При использовании приборов, аппаратов и установок с закрытыми источниками излучений вне помещений или в общих производственных помещениях предпочтительно направление излучения в сторону земли или в сторону, где отсутствуют люди. Длительность пребывания людей вблизи источников должна быть ограничена, должно предусматриваться применение передвижных ограждений и защитных экранов, вывешивание плакатов, предупреждающих об опасности, которые должны быть отчетливо видны с расстояния не менее 3 м.

При перезарядке установки, при извлечении радионуклидного источника из контейнера следует пользоваться дистанционным инструментом или манипуляторами. Запрещается прикасаться к радиоактивным источникам излучения руками.

ПРАВИЛА РАБОТЫ С ОТКРЫТЫМИ ИСТОЧНИКАМИ

Комплекс защитных мер при работе с открытыми источниками должен обеспечивать защиту людей не только от внешнего, но и от внутреннего облучения, предотвращать радиоактивное загрязнение воздуха и поверхностей рабочих помещений, кожных покровов и одежды персонала, а также объектов внешней среды — воздуха, воды, почвы, растительности и др.

К числу основных профилактических мероприятий относятся: правильный выбор планировки помещений, оборудования, отделки помещений, технологических режимов, рациональная организация рабочих мест и соблюдение мер личной гигиены работающими, рациональные системы вентиляции, средства защиты от внутреннего и внешнего облучений, сбор и удаление радиоактивных отходов.

Во всех учреждениях, предназначенных для работ с применением радиоактивных веществ в открытом виде, необходимо руководствоваться принципом объединения помещений для работ каждого класса в одном блоке.

В помещениях, где проводятся работы с радиоактивными веществами в открытом виде, должна быть установлена контрольная дозиметрическая аппаратура для измерения возможных загрязнений кожных покровов и одежды работников. Во время проведения работ с радиоактивными веществами эта аппаратура должна находиться в рабочем состоянии.

При работе с радиоактивными веществами в учреждении должно быть выделено помещение или место для хранения средств ликвидации радиоактивных загрязнений (защитной спецодежды, дезактивирующих растворов, инвентаря для уборки помещений др.).

К оборудованию помещений атомных электростанций предъявляются требования, аналогичные требованиям к помещениям для работ I класса. В соответствии с этим помещения внутри АЭС и прилегающая территория разделяются на зоны. Вокруг АЭС устанавливаются санитарно-защитная зона (СЗЗ) и зона наблюдения (3H).

К санитарно-защитной зоне относится территория вокруг учреждения или источника радиоактивных выбросов или сбросов, на которой уровень облучения населения в условиях нормальной эксплуатации учреждения может превысить предел дозы ПД. В этой зоне устанавливается режим ограничений и проводится радиационный контроль. Здесь запрещается размещение жилых зданий, детских и оздоровительных учреждений, а также промышленных и подсобных сооружений, не относящихся к учреждению, для которого устанавливается СЗЗ.

Зона наблюдения — территория, где возможно влияние радиоактивных сбросов и выбросов учреждения и где облучение проживающего населения может достигать установленного предела дозы ПД. В зоне наблюдения проводится радиационный контроль.

Все здания и сооружения АЭС делятся на две зоны: зону строгого режима и зону свободного режима. Помещения зоны строгого режима, в свою очередь, подразделяются на:

• необслуживаемые помещения (боксы, камеры и т. д.), где размещаются технологическое оборудование и коммуникации, являющиеся основными источниками излучения и радиоактивного загрязнения;

• периодически обслуживаемые помещения, предназначенные для проведения ремонтных работ, вскрытия технологического оборудования, загрузки и разгрузки радиоактивных материалов и их хранения;

• помещения, предназначенные для обслуживающего персонала, размещения пультов управления.

Во всех помещениях предусматривается специальная вентиляция с фильтрами для очистки воздуха.

При работе с открытыми радиоактивными веществами, когда возможно появление в помещении радиоактивных аэрозолей, обслуживаемый персонал обязательно снабжается респираторами для защиты органов дыхания.

ПРАВИЛА ПЕРЕВОЗКИ РАДИОАКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

По территории промышленной площадки и внутри помещении АЭС транспортировка источников ионизирующих излучений должна производиться с соблюдением условий специальной безопасности. Как правило, транспортировка осуществляется в контейнерах на специальных транспортных устройствах с учетом физического состояния радиоактивных источников, вида излучения, количества активности, габаритов и массы упаковки.

За пределами территории АЭС условия безопасности транспортировки радиоактивных веществ регламентируются специальными правилами ПБТРВ-73. В соответствии с ними радиоактивные вещества транспортируются на условиях неопасных в радиационном отношении грузов, если их активность меньше установленного предельно допустимого значения, которое изменяется для различных радионуклидов в диапазоне (3,7· 10^-2— 37) МБк или имеющих удельную активность менее 74 кБк/кг (0,002 мкКи/кг). При этом на поверхности упаковок мощность эквивалентной дозы не должна быть выше 3 мкЗв/час.

Для практических целей удобно все радиационные грузы подразделить на радиоактивное сырье, ядерное топливо, изотопную продукцию, радиоактивные отходы.

Радиоактивное сырье — это руды урана, тория и их концентраты.

Уровень мощности дозы излучений радиоактивного сырья невелик и, как правило, не превышает несколько десятков микрозивертов в час. Бедные урановые руды перевозят навалом в самосвалах и полувагонах, обогащенные руды и концентраты — в обычных деревянных или в металлических контейнерах, препятствующих рассеиванию радиоактивного сырья во внешнюю среду. Радиоактивное сырье, добытое методом выщелачивания, транспортирует в цистернах. Химические концентраты затаривают в металлические банки и перевозят в деревянных контейнерах.

Ядерное топливо — это вещества, в которых может поддерживаться цепная реакция деления атомных ядер (делящиеся вещества). Обычно к ним относят ²³³U, ²³⁵U, ²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu и другие радионуклиды трансурановых элементов. Их можно перевозить в виде порошков, растворов, металлических изделий, но чаще делящиеся вещества перевозят в составе ТВЭЛов.

В процессе перевозки делящихся веществ соблюдаются все условия радиационной безопасности и дополнительно проводятся меры специальной, ядерной безопасности, направленные на предотвращение возникновения состояния критичности перевозимого вещества.

В мерах ядерной безопасности не нуждаются грузы, содержащие делящиеся вещества в низких концентрациях или в малом количестве:

• упаковки с минимальным внешним размером не менее 10 см, автомобили, вагоны, трюмы судов, в которых содержится не более 15 г ²³³U, ²³⁵U, ²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu или 15 г любой их смеси, а также нейтронные источники на основе этих нуклидов массой до 150 г;

•упаковки, в которых содержится менее 300 г ²³⁵U или ²³⁹Pu;

• грузы с природным или обедненным ураном в любом состоянии;

• упаковки с отработавшим ядерным топливом, содержащим только природный или обедненный уран, облученный в реакторах, работающих на тепловых нейтронах, упаковки с ураном, обогащенным по ²³⁵U максимально до 1 % массы U и распределенным равномерно по всему веществу, а не в виде решетки;

• упаковки, цистерны, танкеры с однородными водородсодержащими растворами при условии, что отношение числа атомов водорода H к числу атомов делящегося нуклида X в растворе было не более 5200; концентрация делящегося вещества в растворе не превышает 5 г/л; максимальная масса делящегося вещества для ²³⁵U (с содержанием Pu и ²³³U в количестве не более 1% массы ²³⁵U) составляет 800 г на упаковку и 500 г для любого другого делящегося вещества;

•упаковки с содержанием делящегося вещества не более 5 г на 10 л, обеспечивающие установленные ограничения на распределение делящегося вещества во время перевозки в нормальных условиях;

• упаковки с содержанием в каждой не более 1 кг плутония, в котором ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu или их смесь составляет не более 20% (по массе);

• упаковки с растворами азотнокислого уранила, обогащенного максимально до 2% (по массе) ²³⁵U с одновременным содержанием в растворе ²³³U и Pu в количестве до 0,1 % массы ²³⁵U.

Общим принципом ядерной безопасности при перевозке делящихся веществ является требование о том, чтобы в любых условиях перевозки, включая аварии и транспортные катастрофы, критичность груза не возникала.

Кроме того, отработавшее ядерное топливо испытывает постоянный саморазогрев, и при его перевозке помимо проблем радиационной защиты и ядерной безопасности возникают сложные задачи теплоотвода и температурного контроля.

Ядерно-взрывоопасные делящиеся вещества транспортируются в специальных типах упаковочных комплектов. Правила их транспортирования регламентируются специальными документами.

При использовании радионуклидов в различных областях науки и техники, так же как и в атомной промышленности, образуются радиоактивные отходы. Для перевозки отходов используют специальные автомобили, контейнеры, цистерны и вагоны.

Все изотопные приборы, выпускаемые промышленностью, соответствуют требованиям безопасности транспортирования, и их перевозят с входящими в их состав радионуклидами в обычной картонной или деревянной таре, предусмотренной техническими условиями поставщика.

Радионуклиды в чистом виде и меченные ими соединения перевозят небольшими порциями в стеклянных ампулах или флаконах в виде жидкости, порошка или газа. Это могут быть и α-, β-, и γ- излучатели. Активность стандартных фасовок радионуклидов колеблется в широких пределах: от 3,7 МБк до 927 ГБк (0,1 — 25000 мКи), но чаще составляет 37 МБк — 3,7 ГБк (1 — 100 мКи).

Транспортирование радиоактивных веществ, осуществляется в транспортных упаковочных комплектах, которые представляют собой систему, состоящую из сочетания различных устройств, обеспечивающих безопасность доставки, сохранность радиоактивных веществ и предотвращающих попадание их в окружающую среду.

В зависимости от состояния и свойств, транспортируемых радиоактивных веществ, такая система может состоять из нескольких элементов (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Принципиальная схема упаковочного комплекта для перевозки радиоактивных веществ.

1. — радиоактивное вещество,

2. — первичная емкость;

3. — вторичная емкость;

4. — биологическая защита;

5. — защитный контейнер;

6. — наружная упаковка.

Таблица 10.2. Транспортные категории упаковок

Транспортная категория	Цвет этикетки транспортной категории	Предельно допустимая мощность эквивалентной дозы излучения, мЗв/ч (мбзр/ч)
		в любой точке на наружной поверхности упаковки	на расстоянии 1 м от любой точки поверхности упаковки
I	Белый	0,005 (0,5)	Не учитывается
II	Желтый	0,5(50,0)	0,01(1)
III	Желтый	2,0(200,0)	0,1(10)
IV	Желтый	10,0(1000,0)	0,5(50)

При небольшом размере упаковок (диаметром меньше 58 см) лимитирующим показателем будет мощность эквивалентной дозы на поверхность упаковки. Если диаметр упаковки больше 58 см, ограничивающее значение имеет мощность дозы излучения на расстоянии 1 м от упаковки.

На практике часто встречаются ситуации, когда по мощности доз излучения на поверхности упаковки ее следует относить к одной транспортной категории, а по мощности эквивалентной дозы на расстоянии 1 м от упаковки — к другой. В этих случаях для упаковки необходимо устанавливать наибольшую транспортную категорию.

Каждая радиационная упаковка должна иметь на обеих противоположных боковых поверхностях этикетки транспортных категорий.

Рис. 10.2. Этикетка транспортной категории радиационной упаковки.

Этикетка по форме представляет собой ромб, верхний треугольник которого подобен знаку радиационной опасности и имеет цвет, соответствующий транспортной категории упаковки. Нижний треугольник ромба для всех транспортных категорий имеет белый цвет. На нем крупно обозначены слово "Радиоактивность" и транспортная категория. Там же указаны основной радиоактивный элемент, содержащийся в упаковке, его активность и транспортный индекс.

Транспортным индексом упаковки является число, выражающее предельно допустимое значение мощности эквивалентной дозы излучения на расстоянии 1 м от любой точки поверхности радиационной упаковки, выраженное в миллибэрах в час.