IV. Характеристика закрытых и открытых источников ионизирующих излучений
Согласно (НРБ-99/2009) и (ОСПОРБ-2009/2010) к источникам ионизирующих излучений относят радиоактивные вещества или устройства, испускающие или способные испускать ионизирующие излучения.
Прежде всего, необходимо отметить, что источники ионизирующих излучений в зависимости от нахождения (размещения) радиоактивного вещества и условий образования ИИ делятся на:
1) открытые;
2) закрытые;
3) генерирующие ИИ;
4) смешанные.
Закрытые источники - это источники, устройство которых, при нормальной эксплуатации, исключает поступление содержащихся в них радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые они рассчитаны.
Эти источники находят широкое применение в практике. Например, они используются на судоверфях, в медицине (рентгеновские и γ - аппараты, ускорители заряженных частиц - СанПиН 2.6.1.1192-03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований»), в дефектоскопах, в химической промышленности, строительной индустрии, металлургии, легкой промышленности, пищевой промышленности, геологии, сельском хозяйстве, научных исследованиях.
Опасности при работе с закрытыми источниками:
1) Проникающая радиация.
2) Для мощных источников - образование общетоксических веществ (оксиды азота и др.)
3) В аварийных ситуациях - загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами.
При работе с закрытыми источниками ионизирующих излучений, как это было указано в определении, при штатных условиях не происходит выброса радиоактивных веществ в окружающую среду и поэтому они не могут попасть внутрь организма человека.
Таким образом при работе с закрытыми источниками ИИ человек подвергается только внешнему облучению.
Биологический эффект в результате внешнего облучения человека зависит от:
1) вида излучения, основную опасность имеет γ- излучение из-за большой проникающей способности;
2) полученной дозы;
3) площади облучаемой поверхности.
Полученная доза может быть рассчитана по формуле:
Д = (8,4 × т×I) / К2
т - масса радиоактивного вещества
I - время облучения
К - расстояние до источника
То есть, доза тем больше, чем больше масса радиоактивного вещества в закрытом источнике и время работы с ним и чем меньше расстояние от работающего человека до источника.
Исходя из этого могут быть сформулированы принципы защиты при работе с закрытыми источниками:
1) защита количеством (уменьшение количества радиоактивного вещества);
2) защита временем (снижение продолжительности работы с источником ИИ);
3) защита расстоянием (увеличение расстояния от человека до источника);
4) принцип экранирования, при этом экран выглядит в формуле как коэффициент (к): Б =(8,4 ×т×I) / кК2.
В практике используются экраны-контейнеры, экраны приборов, передвижные экраны, составные части строительных конструкций, а также средства индивидуальной защиты.
Материалы используемые для защиты зависят от вида излучения. Для внешнего ά - излучения особой защиты не нужно, так как пробег ά -частиц составляет сантиметры в воздухе и микроны в биологических тканях.
Для защиты от β- излучения целесообразно использовать материал из элементов с малым порядковым номером (алюминий, медь) для уменьшения величины тормозного излучения (когда частицы тормозятся, их энергия выделяется в виде фотонного излучения).
Материалы для защиты от n° - нейтронного излучения зависят от скорости частиц. Нейтронное излучение делят на быстрое и медленное (то есть с большой и маленькой энергией соответственно). Для защиты от медленных излучений целесообразно - использовать материалы, содержащие кадмий и бор. При защите от быстрых излучений их необходимо сначала замедлить, поэтому используется многослойная защита.
Первый слой (для замедления) - из Н+ и -СН- содержащих материалов (парафин, пластики, вода).
Второй слой - аналогичен защите от медленных излучений (кадмий и бор).
Третий слой (необходим при мощных потоках) - для защиты от тормозного излучения (используются материалы для защиты от фотонного излучения – см. ниже).
При защите от фотонных излучений (γ - излучение, Rg - рентгеновское излучение) наименьшую толщину будут иметь материалы с большим порядковым номером (например, свинец).
Устройство, в которое помещен закрытый радионуклидный источник, должно быть устойчивым к механическим, химическим, температурным и другим воздействиям, иметь знак радиационной опасности. Æ
В нерабочем положении закрытые радионуклидные источники должны находиться в защитных устройствах, а устройства, генерирующие ионизирующее излучение, должны быть обесточены. Для извлечения закрытого радионуклидного источника из контейнера следует пользоваться дистанционным инструментом или специальными приспособлениями. При работе с закрытым радионуклидным источником, извлеченным из защитного контейнера, должны применяться защитные экраны и манипуляторы, а при работе с источником, создающим мощность эквивалентной дозы более 2 мЗв/ч на расстоянии 1 м - специальные защитные устройства с дистанционным управлением.
При работе с закрытыми радионуклидными источниками специальные требования к отделке помещений не предъявляются. Поверхности стен, пола и потолка должны быть гладкими, легко очищаемыми и допускать влажную уборку.
В целях обеспечения радиационной безопасности персонала и населения следует:
- направлять ионизирующее излучение в сторону земли или туда, где отсутствуют люди;
- удалять источники излучения от обслуживающего персонала и других лиц на возможно большее расстояние;
- ограничивать время пребывания людей вблизи источников излучения;
- вывешивать знак радиационной опасности и предупредительные плакаты, которые должны быть видны с расстояния не менее 3 м.
Открытыми источником ионизирующего излучения называется источник излучения, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду.
Их можно разделить на:
1) открытые по технологическим причинам (радиотерапия, диагностика).
2) открытые из-за образования побочных продуктов (атомные станции).
Опасности при работе с открытыми источниками ИИ:
1) проникающая радиация (ИИ);
2) загрязнение рабочей обстановки радиоактивными веществами;
3) загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами.
Принципы защиты:
Защита от проникающей радиации (ИИ) включает четыре принципа (см. стр.10), для снижения уровней внешнего облучения персонала от открытых источников излучения должны использоваться системы автоматизации и дистанционного управления, экранирование источников излучения и сокращение времени выполнения рабочих операций, а также дополнительно проводится комплекс мероприятий, который должен обеспечивать защиту персонала от внутреннего облучения:
– предупреждение и ограничение поступления радионуклидов в рабочие помещения и окружающую среду должно обеспечиваться использованием системы статических (оборудование, стены и перекрытия помещений) и динамических (вентиляция и пылегазоочистка) барьеров;
- снижение загрязнения РВ окружающей среды достигается – использованием специального санитарно-технологического оборудования: системы вентиляции, очистки, дренирования, спец. канализация; дезактивация помещений, оборудования, спец. одежды и индивидуальных средств защиты (ИСЗ), сбором и удалением радиоактивных отходов;
- предупреждение инкорпорации РВ (достигается: использованием ИСЗ, устройством санитарных пропускников и шлюзов, соблюдением правил личной гигиены);
- выведение радионуклидов из организма (комплексообразователи, сорбционные средства, слабительные, рвотные соко- и потогонные средства, желче- и мочегонные препараты.
Опасность радиоактивных веществ при их попадании в организм связана с понятием радиотоксичности (токсичность радиоактивного изотопа). Она в свою очередь зависит от многих причин:
1) вид распада, образующееся излучение (наиболее опасны при внутреннем облучении организма излучения, обладающие небольшой проникающей способностью, но высокой ионизационной способностью, например, ά- излучение);
2) активность вещества и период полураспада, чем выше активность, тем выше радиотоксичность;
3) путь поступления радиоактивного вещества в организм;
4) скорость поступления и вывода радиоактивного вещества из организма; (Скорость выведения определяется эффективным периодом полувыведения вещества (время, за которое активность вещества в организме уменьшается в 2 раза). Чем быстрее выведение вещества, тем меньше радиотоксичность.)
5) наличие в организме органов-мишеней (тропность изотопа).
Существует классификация радиоактивных веществ по радиотоксичности. В основе классификации лежит так называемая минимальная значимая активность (МЗА) - та активность изотопа, с которой можно работать, без разрешения органов Госсанэпиднадзора.
По радиотоксичности элементы делятся на 4 группы: