Принципы, методы и средства защиты от ионизирующих излучений
Защита от ионизирующих излучений включает в себя
:
организационные мероприятия (выполнение требований безопасности при размещении предприятий, устройстве рабочих помещений и организации рабочих мест, при работе с закрытыми и открытыми источниками, при транспортировке, хранении и захоронении радиоактивных веществ, проведение общего и индивидуального дозиметрического контроля);
медико-профилактические мероприятия (сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск, медицинские осмотры, лечебно-профилактическое питание и др.);
инженерно-технические методы и средства (защита расстоянием и временем, применение средств индивидуальной защиты, защитное экранирование и др.).
Читайте также: Однодневное голодание на воде: правила, выход, противопоказания
Сокращение расстояния до источника
Безопасные условия работы с радиоактивными веществами создаются только в том случае, когда применяется комплексная защита от действия ионизирующих излучений. При этом конкретные меры, направленные на сохранение здоровья человека, будут зависеть от типа источника и условий производственного процесса.
Виды защиты от ионизирующего излучения различны, но наиболее простым и в то же время надежным из них является защита расстоянием. Это обусловлено тем, что излучение способно терять мощность своей энергии. Причем происходит это по мере увеличения расстояния от источника.
Средства индивидуальной защиты
Средства индивидуальной защиты предназначены
для защиты от попадания радиоактивных загрязнений на кожу тела работающих и внутрь организма, а также от альфа- и бета-излучений.
Для защиты всего тела
применяется спецодежда в виде халатов, шапочек, резиновых перчаток и др. При работах с изотопами большой активности (>10 мКи) применяются комбинезоны, спецбелье, пленочные хлорвиниловые фартуки и нарукавники, клееночные халаты, тапочки или ботинки, для защиты рук — перчатки из просвинцованной резины, а защиты ног — специальная пластиковая обувь.
Для защиты глаз
применяются очки, стекло которых может быть обычным (при альфа- и мягких бета-излучениях), силикатным или органическим (при бета-излучениях высоких энергий), свинцовое или с фосфатом вольфрама (при гамма-излучениях), с боросиликатом кадмия или фтористыми соединениями (при нейтронном облучении) и др.
При содержании радиоактивных веществ в паро-, газо- или пылевидном состоянии для защиты от них применяются очки закрытого типа с резиновой полумаской.
Для защиты органов дыхания
применяются респираторы или шланговые приборы (противогазы), пневмокостюмы и пнев-мошлемы.
Для предотвращения или частичного ослабления воздействия радионуклидов, попавших в организм
, а также для предупреждения отложения их в организме и ускорения выведения рекомендуются такие меры как промывание желудка и кишечника, использование адсорбентов, веществ для замещения радионуклидов или комплексообразования с последующим ускоренным их выведением из организма (сернокислый барий, глюканат кальция, хлористый кальций, хлористый аммоний, пентацин, йодная настойка или йодистый калий и др.).
Защитное экранирование
При проектировании и расчете защитных экранов определяют их материал и толщину, которые зависят от вида излучения, энергии частиц и квантов и необходимой кратности ослабления.
Расчет защитных экранов основывается
Читайте также: Состав чипсов. Есть ли картофель в картофельных чипсах
на особенностях и закономерностях взаимодействия различных видов излучения с веществом.
Для защиты от альфа-частиц
необходимо, чтобы толщина экрана превышала длину пробега альфа-частиц в данном материале экрана. Для защиты от внешнего облучения альфа-частицами обычно применяют тонкую металлическую фольгу (20-100 мкм), силикатное стекло, плексиглас или несколько сантиметров воздушного зазора.
Для защиты от бета-излучений
применяют экраны из материалов с малым атомным весом (алюминий, оргстекло, полистирол и др.), т.к. при прохождении бета-излучений через вещество, возникает вторичное излучение, энергия которого увеличивается с ростом атомного номера вещества.
При высоких энергиях бета-частиц (>3 МэВ), применяют двухслойные экраны, наружный слой которых выполняется из алюминия. Внутренняя облицовка экрана изготавливается из материалов с малым атомным номером, чтобы уменьшить первоначальную энергию электронов.
Толщина слоя различных материалов для поглощения бета-излучения определяется также максимальным пробегом бета-частиц.
При проектировании защитного экранирования от нейтронов
выбирают вещества с малым атомным номером (вода, полиэтилен, парафин, органические пластмассы и др.), т.к. при каждом столкновении с ядром нейтрон теряет тем большую часть своей энергии, чем ближе масса ядра к массе нейтрона.
При защите от нейтронного излучения необходимо учитывать
, что процесс поглощения эффективен для тепловых, медленных и резонансных нейтронов, поэтому быстрые нейтроны должны быть предварительно замедлены. Средняя потеря энергии при упругом рассеянии максимальна на легких ядрах (например, водороде) и минимальна на тяжелых. Вероятность потери энергии при неупругом рассеянии возрастает на тяжелых ядрах и с увеличением энергии нейтрона. Тепловые нейтроны диффундируют через защиту до тех пор, пока не будут захвачены или не выйдут за ее пределы, поэтому важно обеспечить быстрое поглощение тепловых нейтронов выбором наиболее эффективных поглотителей. После захвата тепловых нейтронов почти всегда возникает гамма-излучение, которое необходимо ослабить. Таким образом,
защита от нейтронов должна иметь в своем составе
водород или другое легкое вещество для замедления быстрых и промежуточных нейтронов при упругом рассеянии, тяжелые элементы с большой атомной массой для замедления быстрых нейтронов в процессе неупругого рассеяния и ослабления от захватного гамма-излучения, элементы с высоким эффективным сечением поглощения тепловых нейтронов.
Для защиты от гамма-лучей
применяются экраны из металлов высокой плотности (свинец, висмут, вольфрам), средней плотности (нержавеющая сталь, чугун, медные сплавы) и некоторые строительные материалы (бетон, баритобетон и др.).
В практике расчета защиты от гамма-излучения широко применяются универсальные таблицы
,
позволяющие определить толщину защиты
по заданному уменьшению мощности дозы, а при известной толщине защиты легко
найти кратность ослабления излучения
и определить допустимое время работы за защитой или допустимое значение активности источника.
По этим таблицам определяют также
дополнительную защиту к уже существующей, требуемый набор толщины слоев различных материалов, линейные или массовые эквиваленты отдельных защитных материалов, слои полуослабления в различных интервалах толщины материала и т.п. Однако указанные таблицы пригодны только для моноэнергетических источников гамма-излучения. В тех случаях, когда источник имеет сложный спектр излучения, расчет толщины защиты, обеспечивающий необходимую кратность ослабления, ведут методом «конкурирующих» линий.
Читайте также: Собака рвется белой пеной ростов на дону
При защите от рентгеновского излучения
толщина защитного экрана определяется необходимой степенью ослабления мощности дозы излучения.
Для экранирования от рентгеновского излучения используются
такие материалы как свинец, бетон, свинцовое стекло и др.
В отдельных случаях, когда по характеру выполняемых работ использование стационарной защиты затруднено, допускается обеспечение защиты путем использования переносных защитных ширм, экранов, а также средств индивидуальной защиты (защитные фартуки, рукавицы, щитки и пр.)
Защита высоковольтных электронных приборов или всей установки
, генерирующих мягкое рентгеновское излучение, достигается помещением этих приборов в металлические кожухи, шкафы или блоки.
Защита от действия ионизирующих излучений
Основные принципы радиационной безопасности заключаются в непревышении установленного основного дозового предела, исключении всякого необоснованного облучения и снижении дозы излучения до возможно низкого уровня. С целью реализации этих принципов на практике обязательно контролируются дозы облучения, полученные персоналом при работе с источниками ионизирующих излучений, работа проводится в специально оборудованных помещениях, используется защита расстоянием и временем, применяются различные средства коллективной и индивидуальной защиты.
Для определения индивидуальных доз облучения персонала необходимо систематически проводить радиационный (дозиметрический) контроль, объем которого зависит от характера работы с радиоактивными веществами. Каждому оператору, имеющему контакт с источниками ионизирующих излучений, выдается индивидуальный дозиметр 1 для контроля полученной дозы гамма-излучений. В помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами, необходимо обеспечить и общий контроль за интенсивностью различных видов излучений. Эти помещения должны быть изолированы от прочих помещений, оснащены системой приточно-вытяжной вентиляции с кратностью воздухообмена не менее пяти. Окраска стен, потолка и дверей в этих помещениях, а также устройство пола выполняются таким образом, чтобы исключить накопление радиоактивной пыли и избежать поглощения радиоактивных аэрозолей, паров и жидкостей отделочными материалами (окраска стен, дверей и в некоторых случаях потолков должна производиться масляными красками, полы покрываются материалами, не впитывающими жидкости, – линолеумом, полихлорвиниловым пластикатом и др.). Все строительные конструкции в помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами, не должны иметь трещин и несплошностей; углы закругляют для того, чтобы не допустить скопления в них радиоактивной пыли и облегчить уборку. Не менее одного раза в месяц проводят генеральную уборку помещений с обязательным мытьем горячей мыльной водой стен, окон, дверей, мебели и оборудования. Текущая влажная уборка помещений проводится ежедневно.
1 Устройство дозиметров описано ниже.
Для уменьшения облучения персонала все работы с этими источниками проводят с использованием длинных захватов или держателей. Защита временем заключается в том, что работу с радиоактивными источниками проводят за такой период времени, чтобы доза облучения, полученная персоналом, не превышала предельно допустимого уровня.
Коллективные средства защиты
от ионизирующих излучений регламентируются ГОСТом 12.4.120-83 «Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие требования». В соответствии с этим нормативным документом основными средствами защиты являются стационарные и передвижные защитные экраны, контейнеры для транспортирования и хранения источников ионизирующих излучений, а также для сбора и транспортировки радиоактивных отходов, защитные сейфы и боксы и др.
Стационарные и передвижные защитные экраны предназначены для снижения уровня излучения на рабочем месте до допустимой величины. Если работу с источниками ионизирующих излучений проводят в специальном помещении – рабочей камере, то экранами служат ее стены, пол и потолок, изготовленные из защитных материалов. Такие экраны носят название стационарных. Для устройства передвижных экранов используют различные щиты, поглощающие или ослабляющие излучение.
Экраны изготавливают из различных материалов. Их толщина зависит от вида ионизирующего излучения, свойств защитного материала и необходимой кратности ослабления излучения k.
Величина
k
показывает, во сколько раз необходимо понизить энергетические показатели излучения (мощность экспозиционной дозы, поглощенную дозу, плотность потока частиц и др.), чтобы получить допустимые значения перечисленных характеристик. Например, для случая поглощенной дозы
k
выражается следующим образом:
(19.8)
где D –
мощность поглощенной дозы;
D –
допустимый уровень поглощенной дозы.
Для сооружения стационарных средств защиты стен, перекрытий, потолков и т. д. используют кирпич, бетон, баритобетон и баритовую штукатурку (в их состав входит сульфат бария – BaSO4). Эти материалы надежно защищают персонал от воздействия гамма- и рентгеновского излучения.
Для создания передвижных экранов используют различные материалы. Защита от альфа-излучения достигается применением экранов из обычного или органического стекла толщиной несколько миллиметров. Достаточной защитой от этого вида излучения является слой воздуха в несколько сантиметров. Для защиты от бета-излучения экраны изготавливают из алюминия или пластмассы (органическое стекло). От гамма- и рентгеновского излучения эффективно защищают свинец, сталь, вольфрамовые сплавы. Смотровые системы изготавливают из специальных прозрачных материалов, например, свинцового стекла. От нейтронного излучения защищают материалы, содержащие в составе водород (вода, парафин), а также бериллий, графит, соединения бора и т.д. Бетон также можно использовать для защиты от нейтронов.
Защитные сейфы применяются для хранения источников гамма-излучения. Они изготавливаются из свинца и стали.
Для работы с радиоактивными веществами, обладающими, альфа- и бета-активностью, используют защитные перчаточные боксы.
Защитные контейнеры и сборники для радиоактивных отходов изготавливаются из тех же материалов, что и экраны – органического стекла, стали, свинца и др.
Читайте также: Местное лечение в санатории «Алтай-West»
При проведении работ с источниками ионизирующих излучений опасная зона 1 должна быть ограничена предупреждающими надписями.
1 Опасная зона – это пространство, в котором возможно воздействие на работающего опасного и (или) вредного производственных факторов (в данном случае – ионизирующих излучений).
Принцип действия приборов, предназначенных для контроля за персоналом, который подвергается воздействию ионизирующих излучений, основан на различных эффектах, возникающих при взаимодействии этих излучений с веществом. Основные методы обнаружения и измерения радиоактивности – ионизация газа, сцинтилляционные и фотохимические методы. Наиболее часто используется ионизационный метод, основанный на измерении степени ионизации среды, через которую прошло излучение.
Сцинтилляционные методы
регистрации излучений основаны на способности некоторых материалов, поглощая энергию ионизирующего излучения, превращать ее в световое излучение. Примером такого материала может служить сульфид цинка (ZnS). Сцинтилляционный счетчик представляет собой фотоэлектронную трубку с окошком, покрытым сульфидом цинка. При попадании внутрь этой трубки излучения возникает слабая вспышка света, которая приводит к возникновению в фотоэлектронной трубке импульсов электрического тока. Эти импульсы усиливаются и подсчитываются.
Фотохимические методы,
или методы авторадиографии, основаны на воздействии радиоактивного образца на слой фотоэмульсии, содержащий галогениды серебра. Уровень радиоактивности образца оценивают после проявления пленки.
Применение специальных экранов
Способы защиты от ионизирующих излучений подразумевают применение не только индивидуальных, но и коллективных средств. Требования к последним регламентируются ГОСТом 12.4.120-83. Этот нормативный документ приводит конкретный перечень коллективных средств защиты, в число которых входят:
- передвижные и стационарные экраны;
- защитные боксы и сейфы;
- специальные контейнеры, в которых осуществляется хранение и транспортировка источников излучения и т.д.
Эффективным способом защиты человека от отрицательного воздействия потока радиоактивных частиц является установка особых ограждений. Они представляют собой специальные экраны различной толщины. Изготавливают их из специальных материалов, задерживающих потоки частиц. Основным предназначением таких экранов является снижение до допустимой нормы излучения на рабочем месте. Иногда работа с источниками радиации ведется в специальных камерах. В таких помещениях экранами будут служить пол и стены, а также потолок, которые изготавливают из особых материалов.
Защита от радиации. Способы защититься от ионизирующего излучения
Опасность радиации все еще тщательно изучается учеными в наше время. Еще в первой половине прошлого века человек не подозревал о том, какую опасность в себе скрывает ионизирующее излучение. Сейчас же этот вопрос стоит особенно остро учитывая, что многие страны обладают ядерным оружием. Использование такого оружия может нанести не только огромный урон человечеству, но и всей планете.
Но человек может сталкиваться с радиацией и в повседневной жизни. Существует множество источников такого излучения. Это могут быть природные излучения или же излучения, вызванные деятельностью человека. Атомные электростанции и различные исследовательские лаборатории нередко тоже становятся причиной загрязнения окружающей среды радиоактивными частицами. Такие объекты должны проходить обязательные тщательные проверки, которые гарантируют безопасность как для рабочих, так и для проживающих рядом людей. Авария на Чернобыльской АЭС показала, какой урон может нанести нарушение норм эксплуатации такого объекта. До сих пор территории, зараженные в результате аварии, не пригодны для жизни. Длительное пребывание на зараженных территориях без средств индивидуальной защиты грозит появлением хронической лучевой болезни.
Важно знать какая доза является нормой человека, как выявить первые признаки влияния ионизирующих лучей на организм и какие существуют способы защиты от радиации. В случае чрезвычайно аварийной ситуации следует позаботиться и о том, где укрыться от наступившей опасности. Поэтому необходимо знать общие принципы защиты от ионизирующего излучения, которые могут спасти не только здоровье, но и жизнь.
Защита населения
После крупных аварий на производствах, применяющих источники радиоактивных частиц, на значительные территории может распространиться ионизирующее излучение. Защита от излучений в таком случае касается всего населения, проживающего в зоне катастрофы. Принятие определенных мер крайне важно для сохранения не только здоровья, но и жизни людей.
Защита населения от ионизирующего излучения заключается в доведении до каждого человека определенных рекомендаций. Для их исполнения следует:
- укрыться за стенами жилого дома, которые в значительной степени снижают уровень ионизирующего излучения;
- -плотнить дверные проемы и рамы, а также закрыть форточки, чтобы не допустить проникновения радиоактивных элементов с потоком воздуха;
- запастись питьевой водой и перекрыть краны;
- провести йодную профилактику;
- собрать вещи, лекарства и документы, которые понадобятся при необходимости эвакуации.
Способы защиты от ионизирующих излучений при перемещениях по открытой местности должны включать в себя защиту органов дыхания. Для этого могут быть использованы такие подручные средства, как полотенце, часть одежды, носовой платок или марлевая повязка, которые должны быть предварительно смочены водой. Предохранить от негативного воздействия излучения понадобится и кожу. Она должна быть максимально закрыта одеждой. Волосяной покров защитит любой головной убор.
Из чего состоит ядерный взрыв?
Ядерный взрыв представляет собой большой выброс в атмосферу радиоактивных веществ, обладающих максимальным зарядом. Именно поэтому такой взрыв наносит огромный урон всему окружающему. На месте взрыва повышается температура и давление, а ионизирующие частицы заражают не только воздух и почву, но и находящихся рядом людей. Но это еще не все, ведь во время выброса сначала появляется световая волна, а затем и взрывная. Эта взрывная волна способна нанести огромный ущерб всему, что будет у нее на пути. В зависимости от масштаба катастрофы урон от взрывной волны может быть самым разным.
Но такая катастрофа затрагивает не только место, где она произошла. За счет огромной силы световой и ударных волн радиоактивные вещества способны распространяться на многие территории. Таким образом даже отдаленные территории могут пострадать. После аварии на ЧАЭС радиоактивные дожди наблюдались и в городах, находившихся за многие тысячи километров от места аварии.
Следует сказать о том, какие последствия несет за собой такой взрыв. Так ударная и взрывная волны становятся причиной ожогов различной степени тяжести, головные боли, помутнение рассудка, нарушение слуха и зрения или же летальный исход.
Но даже если знать о том, какие средства защиты от радиации существуют, важно заметить, что многое зависит от того, насколько человек далеко от центра катастрофы. Ударная волна способна распространяться за несколько десятков секунд на огромные расстояния, нанося ущерб всему, что будет у нее на пути.
Территории в несколько десятков километров от места катастрофы обычно подвергаются наиболее сильным разрушениям и становятся непригодными для жизни в течение долгого времени. Такие показатели как скорость и мощность удара в первую очередь зависят от того, какую силу имели радиоактивные частицы в момент взрыва. Из-за того, что взрыв происходит молниеносно, необходимо как можно быстрее среагировать на опасность и применить средства защиты. Важную роль в этом играет информированность о том, какая есть защита от проникающей радиации.