Ковчур С.Г. и др. Основы радиационной безопасности

Подождите немного. Документ загружается.

Эквивалентная доза ионизирующего излучения H определяется как по-

глощенная доза излучения D, умноженная на средний коэффициент качества

излучения для биологической ткани стандартного состава

и на модифици-

рующий фактор N - произведение эмпирических коэффициентов, которое в на-

стоящее время принимается равным единице:

HDkNDkN

jjj

=••=••

∑

где j - индекс вида излучения.

Эквивалентная доза используется в радиационной безопасности для учета

вредных эффектов биологического воздействия различных видов ионизирую-

щих излучений при хроническом облучении человека малыми дозами, не пре-

вышающими 250 миллизивертов в год. Ее нельзя использовать для оценки по-

следствий аварийного облучения человека, тогда используется только погло-

щенная доза.

Стандартный состав биологической ткани принимается следующим (по

массе ): 10.1 % водорода, 11.1 % углерода, 2.6 % азота, 76.2 % кислорода.

Средний коэффициент качества излучения

- безразмерный коэффици-

ент, предназначенный для учета влияния микрораспределения поглощенной

энергии ионизирующего излучения на размер вредного биологического эффек-

та. Для гамма- и бета-излучения

= 1, для альфа-излучения

= 20, для ней-

тронного излучения

= 10.

В системе СИ единицей измерения эквивалентной дозы является Зиверт

(Зв). Внесистемная единица - БЭР (биологический эквивалент рада).

1 Зв = 100 БЭР.

Так как средний коэффициент качества для гамма-излучения равен 1, то

величина поглощенной дозы, создаваемой этим излучением в воздухе, будет

соответствовать эквивалентной дозе, образующейся в биологической ткани.

Измеряемая в воздухе величина получила название полевой эквивалент-

ной доза гамма-излучения.

Для приближенных расчетов можно считать, что 1 БЭР = 1Р = 1 рад.

Отношение полевой эквивалентной дозы гамма-излучения за определен-

ный интервал времени к этому интервалу времени называется мощностью поле-

вой эквивалентной дозы гамма-излучения:

где dH - приращение полевой эквивалентной дозы гамма-излучения,

dt - интервал времени.

Мощность полевой эквивалентной дозы измеряется в Зв/час, мЗв/час,

мкЗв/час, БЭР/час.

Зная мощность полевой эквивалентной дозы и время облучения можно

рассчитать величину эквивалентной дозы (дозовую нагрузку), получаемую че-

ловеком, по формуле:

HHt

d=•

∫

Соотношение между единицами мощности экспозиционной дозы и поле-

вой эквивалентной дозы γ-излучения:

1 мкР/час = 0,01 мкЗв/час или

100 мкР/час = 1мкЗв/час.

Биологический эффект воздействия ионизирующего вида излучения зави-

сит от вида излучения, энергии частиц и гамма-квантов.

Средняя эквивалентная доза - среднее значение эквивалентной дозы Нт в

ткани или органе Т с массой m

Эффективная эквивалентная доза Н

- сумма средних эквивалентных доз

Нт в различных органах, умноженных на соответствующие взвешивающие ко-

эффициенты Wт:

HWH

ETT

=•

∑

Взвешивающие коэффициенты Wт характеризуют отношение риска облу-

чения данного органа или ткани к суммарному риску при равномерном облуче-

нии всего тела. Они позволяют выровнять риск облучения вне зависимости от

равномерности облучения тела человека.

Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) рекомен-

дованы следующие значения взвешивающих коэффициентов для различных ор-

ганов и тканей человека:

• половые железы - 0.25;

• молочная железа - 0.15;

• красный костный мозг - 0.12;

• легкие - 0.12;

• щитовидная железа - 0.03;

• поверхность кости - 0.03;

• желудок - 0.06;

• все остальные органы - 0.3.

Сумма взвешивающих коэффициентов для всего организма равна 1.

Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-76/87 устанавливается

три группы критических органов:

1. Все тело, гонады, красный костный мозг;

2. Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка,

желудочно - кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза;

3. Кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени, стопы.

Для каждой группы критических органов устанавливаются различные

предельно допустимые эквивалентные дозы (ПДД) для профессионалов, непо-

средственно работающих с источниками ионизирующих излучений, ( категория

А) или пределы дозы (ПД) для ограниченной части населения, которая по усло-

виям проживания или профессиональной деятельности могут подвергаться воз-

действию ионизирующих излучений, (категория Б) за календарный год. Для

первой группы критических органов эти величины имеют наименьшие значе-

ния, а для третьей - наибольшие.

Коллективная эквивалентная доза (Нкол) это сумма индивидуальных эк-

вивалентных доз у данной группы людей умноженных на число людей в этой

группе:

кол

∑

•

где Рi - число лиц в данной группе, получивших эквивалентную дозу Нi .

Коллективная эквивалентная доза выражается в человеко-зивертах или

человеко-бэрах:

1чел.-Зв = 100 чел.- бэр.

Все отдаленные последствия воздействия ионизирующих излучений на

людей ( онкологические, мутагенные ) носят случайный характер и их вероят-

ность рассчитывается исходя из величины коллективной эквивалентной дозы.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ: дозиметр бытовой “ДКГ-105”, прибор

комбинированный для измерения ионизирующих излучений “РКСБ-104”.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРОВ.

Дозиметр ДКГ-105 предназначен для измерения мощности полевой экви-

валентной дозы и величины полевой эквивалентной дозы гамма-излучения.

Диапазоны измерения:

• мощности полевой эквивалентной дозы (МЭД) - от 0.1 до 99.9 микрозивертов

в час (мкЗв/ч),

• полевой эквивалентной дозы (ЭД ) - от 0 до 999 микрозивертов (мкЗв).

Диапазон энергий регистрируемого излучения от 0.0595 до 1.25 МэВ.

Время установления показаний при измерении МЭД:

не более 30 с при 10 мкЗв/ч;

не более 240 с при 0.1 мкЗв/ч.

Общий вид прибора “ДКГ-105” приведен на рисунке 3.

1. Табло индикатора.

2. Переключатель “ВКЛ” включения питания прибора .

3. Переключатель рода работы “Д-МД“.

4. Цифровое значение измеряемой величины

5. Международное обозначение единиц измеряемой величины.

6. Сектора обозначающие пороговые значения мощности эквивалентной

дозы : 0.6; 1.2; 2.4 мкЗв/ч соответственно .

7. Знак истощения батареи питания .

Рисунок 3. Общий вид прибора ДКГ-105.

Прибор РКСБ-104 предназначен для индивидуального использования на-

селением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и

рабочих помещениях. Он выполняет функции дозиметра и радиометра и обес-

печивает возможность измерения:

• мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения;

• плотности потока бета-излучения с поверхности;

• удельной активности бета-излучающих радионуклидов в веществах;

• звуковой сигнализации при превышении порогового значения мощности эк-

вивалентной дозы гамма-излучения, установленного потребителем.

Основные технические данные и характеристики.

1. Диапазон измерений мощности полевой эквивалентной дозы гамма-

излучения - 0.1 - 99.99 мкЗв/ч.

2. Диапазон измерений плотности потока бета-излучения с поверхности - 0.1 -

99.99 1/(с•см

) или 6 - 6000 1/(мин•см

3. Диапазон измерений удельной активности бета-излучающих радионуклидов -

2•10

- 2•10

Бк/кг или 5.4•10

-8

- 5.4•10

-5

Ки/кг.

4. Диапазон энергии регистрируемых излучений:

бета-излучения - 0.5 - 3.0 МэВ;

гамма-излучения - 0.06 - 1.25 МэВ.

5. Пределы допускаемых значений основной погрешности измерений:

мощности полевой эквивалентной дозы - до 40 %;

плотности потока бета-излучения - до 60 %;

удельной активности - до 60 %.

6. Время измерения:

мощности полевой эквивалентной дозы - 28 или 280 секунд;

плотности потока бета-излучения - 18 или 180 секунд;

удельной активности - 40 или 400 секунд.

При минимальном значении измеряемой величины требуется максималь-

ное время проведения замеров.

Прибор обеспечивает возможность установки любого из 31-го возможно-

го порога срабатывания сигнализации по мощности полевой эквивалентной до-

зы в диапазоне 0.1 - 16 мкЗв/ч..

Общий вид прибора “РКСБ-104” приведен на рисунке 4.

Примечание. Приборы ДКГ-105 и РКСБ-104 являются бытовыми, поэтому ре-

зультаты измерений, полученных с их помощью, не могут быть использованы

государственными органами для выдачи официальных заключений о радиаци-

онной обстановке.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ.

Измерение полевой эквивалентной дозы и ее мощности

с помощью дозиметра ДКГ-105

Подготовить прибор к работе

Включите прибор переключателем ВКЛ, при этом в течение около 2 с должны

быть включены все элементы табло, что свидетельствует об исправности вы-

числителя прибора.

Работа в режиме измерения полевой эквивалентной дозы γ-излучения.

1. Включите прибор переключателем ВКЛ; Переведите переключатель Д-МД в

положение Д, если он находился в положении МД.

2. На табло индицируется: величина измеренной с момента включения прибора

ЭД, международное обозначение единиц измеряемой величины (µSv) и пульси-

рующая точка (нижний сегмент поз.6 рис3).

Рисунок 4. Общий вид прибора “РКСБ-104”.

1 - корпус;

2 - задняя крышка;

3 - съемная крышка отсека питания;

4 - крышка-фильтр;

5 - запирающая защелка крышки-фильтра;

6 - жидкокристаллический индикатор;

S1 - выключатель питания;

S2 - переключатель режима работы прибора;

S3 - тумблер переключения поддиапазонов;

S4 - кодовый переключатель рода работ.

Примечание. Измерение ЭД производится с момента включения прибора, не-

зависимо от положения переключателя Д-МД, но величина измеренной ЭД

индицируется в положении переключателя Д.

Работа в режиме измерения мощности полевой эквивалентной дозы

γ-излучения.

1. Переведите переключатель Д-МД в положение МД и включите прибор. Ес-

ли прибор включен и производится измерение ЭД, просто переведите пере-

ключатель в положение МД, при этом прибор будет продолжать измерение

ЭД, параллельно с измерением МЭД.

2. На табло индицируются: пульсирующие показания величины измеряемой

МЭД, международное обозначение единиц измеряемой величины (µSv/h) и

пульсирующая точка (нижний сегмент поз.6 рис3), информирующая о том,

что происходит накопление информации для расчета достоверного значения

МЭД или дальнейшее его уточнение.

3. Включение секторов 2; 3; 4 сигнализирует о том, что измеренное значение

МЭД достигло 0.6; 1.2; 2.4 мкЗв/ч соответственно.

4. После прекращения пульсаций показаний величины МЭД занести полу-

ченный результат в таблицу 6.

Таблица 6.

№, п/п 1 2 3 4 5 6 7 8

Мощность

эквивалентной

дозы, мкЗв/ч

5. Повторите измерения МЭД 8 раз, для чего переключатель Д-МД переведите

в положение Д и верните в положение МД, при этом полученный ранее ре-

зультат не сохранится, начинается новый цикл измерения.

6. Занести полученные результаты в таблицу 6.

Измерение мощности полевой эквивалентной дозы

гамма-излучения с помощью прибора РКСБ-104.

Подготовить прибор к работе

1. Снять заднюю крышку-фильтр (поз. 4 на рис.4) прибора. Для этого необхо-

димо сместить вниз запирающую защелку (5) и, подав на себя верхнюю часть

крышки-фильтра, извлечь ее осторожным движением вверх.

2. Установить движки кодового переключателя S4 следующим образом:

S4.1 - S4.6 в положение “1”;

S4.7 - S4.8 в положение “0”, как показано на рисунке 5.