Расчет защиты от ионизирующего излучения

Ф.1 Приближенный расчет толщины защиты от гамма-излучения по слоям половинного ослабления

Ф.1.1 Если нет возможности воспользоваться универсальными таблицами, то для быстрого расчета толщины защиты от гамма-излучения можно использовать приближенные значения величины слоя половинного ослабления. Необходимо помнить, что при энергии 1 МэВ в свинце слой половинного ослабления в среднем равен 1,3 см, в бетоне – 13 см.

Приближенно можно считать, что величина половинного ослабления для других материалов во столько раз больше или меньше известной величины слоя половинного ослабления, во сколько раз меньше или больше их плотность по сравнению со свинцом или бетоном. Для упрощенных расчетов по числу слоев половинного ослабления можно пользоваться приближенной зависимостью кратности ослабления (kЕg) от числа слоев половинного ослабления (n):

Ф.1.2 Для оперативного определения кратности ослабления от точечного гамма–источника используется формула следующих соотношений:

k_Еg= Д/ПД_А = Р_изм /Р_дмд = t_дз/t_пз = r²_дз/r²_пз и т.д., где

Д, Р_изм, t_дз, r²_дз – измеренная или расчётная величина на рабочем месте до установки защиты;

ПД_А, Р_дмд, t_пз, r²_пз – требуемые условия после установки защиты (нормируемая величина);

Пример: Мощность дозы излучения на рабочем месте персонала категории А, измеренная дозиметром от точечного гамма–источника, равна Р_изм = 1,5 мЗв/ч; определить толщину свинцовой защиты d_Pb, если работа выполняется ежедневно не менее 7 ч в день.

Решение: Р_дмд = 12 мкЗв/ч - допустимая мощность дозы на рабочем месте согласно НРБУ-97. Необходимая кратность ослабления:

k_Еg= 1,5·1000/12 = 125 раз.

Таким образом, из таблицы представленной выше, чтобы ослабить интенсивность излучения в 125 раз, необходимо взять n=7 — семь слоёв половинного ослабления. Свинца в этом случае понадобиться 9,1 см (1,3х7), а бетона — 91 см (13х7). Аналогично kЕg рассчитывается и для других соотношений.

Ф.2 Расчет времени работы

Ф.2.1 Гамма-излучение

Согласно НРБУ-97 предел дозы (ПД) облучения для персонала категории А составляет 20 мЗв/год, а стандартное время (Т) облучения принимается равным 1700 часов в год, тогда мощность дозы (Рt(20)) облучения при равномерном распределении в течение года не должна превышать

Р_t(20) = ПД/Т=20 мЗв/1700 ч = 12 мкЗв/ч

Время работы из расчёта дневной дозы облучения рассчитывается по следующей формуле:

t_ддо = (P_{t(20) ·}T_рв) / P_изм., где

t_ддо (ч, мин, с) — время работы из расчета дневной дозы облучения;

Р_t(20) (^мкЗв/_ч, ^мР/_ч, ^мкР/_с) — допустимая мощность дозы излучения в час (нормативная величина);

Т_рв (ч) — регламентное время работы в течении одних суток;

Р_изм. (^мкЗв/_ч, ^мР/_ч, ^мкР/_с)— измеренная мощность излучения.

t_ддо можно рассчитать с использованием ниже приведённой таблицы при обязательном условии 36-часовой рабочей недели и с учётом продолжительности рабочего дня или смены.

Пример: Измеренная мощность дозы излучения составила Р_изм = 50 мР/ч. Определить время работы из расчёта дневной дозы облучения при продолжительности рабочего дня Т = 7 ч.

Решение: Из колонки 4 и строки 5 вышеприведённой таблицы:

t_ддо = 500/50 = 10 (мин)

Для расчёта времени работы с учётом других временных факторов и доз облучения (двух-, трёх-, недельная, месячная доза облучения и т.д.) необходимо время работы с дневной дозой умножить на количество рабочих дней временного интервала недели, месяца и т.п.

Ф.2.2 Бета-излучение

Т1 = 48/П (ч); Т2 = 2900/П (мин), где:

Т1 и Т2 - время работы в часах и минутах с дневной дозой облучения;

П - измеренный прибором поток, с^-1.

Ф.2.3 Нейтронное излучение (быстрые нейтроны):

Т1 = 48/П (ч); Т2 = 2900/П (мин),

П - измеренная СИТ плотность потока нейтронов, част/(см² ·с).

Слои половинного и десятикратного ослабления для гамма-излучения (1,25 МэВ) для некоторых материалов, (см):

ПРИЛОЖЕНИЕ Х

(обязательное)