| Объект загрязнения | Нормативный уровень загрязнения, бета-частиц/(см2∙мин) |
| Неповрежденная кожа, спецбельё, полотенца, внутренняя поверхность лицевых частей средств индивидуальной защиты | |
| Основная спецодежда, внутренняя поверхность дополнительных средств индивидуальной защиты, наружная поверхность спецобуви | |
| Поверхности помещений постоянного пребывания персонала и находящегося в них оборудования | |
| Поверхности помещений периодического пребывания персонала и находящегося в них оборудования | |
| Наружные поверхности дополнительных средств индивидуальной защиты, снимаемой в саншлюзах |
Защита персонала от ионизирующих излучений включает применение следующих способов.
1) Защита путем ограничения времени облучения. Доза, воздействующая на организм, равна произведению мощности дозы Н (Зв/ч) на время t (ч) действия излучений:
Н = Н × t. (15.1)
Чтобы облучение оставалось в пределах допустимой дозы Нд, допустимое время tд не должно превышать величины
t д = Н д / Н. (15.2)
Соблюдение этого условия позволяет надежно защитить организм от поражения. Для определения времени t д необходимо знать мощность дозы; она может быть измерена дозиметрами.
Мощность дозы (уровень радиации) снижается с течением времени в результате естественного радиоактивного распада. Спад уровня радиации на местности, загрязненной гамма-активным радионуклидом, характеризуется зависимостью
Ht = Н 0 / 2 t / T (15.3)
где H 0 – первоначальный исходный уровень радиации, соответствующий первоначальной поверхностной активности радионуклида; Ht – уровень радиации в рассматриваемый момент времени t; Т – период полураспада радионуклида.
2). Защита расстоянием. Гамма-кванты, альфа- и бета-частицы при распространении в разных средах взаимодействуют с атомами и молекулами вещества, могут передавать последним часть своей энергии и менять направление движения. Атомы и молекулы, получившие избыток энергии, в процессе столкновения переходят в возбужденное состояние. Может происходить ионизация атомов или молекул (отрыв электронов), а молекулы могут диссоциировать на ионы. Поэтому альфа-, бета- и гамма-излучения называются ионизирующими.
Ионизирующая способность излучения определяется удельной ионизацией, т.е. числом пар ионов, создаваемых частицей в единице объема, массы среды или на единице длины пути. Энергия, необходимая на образование одной пары ионов, называется потенциалом ионизации данного вещества, или средней энергией ионообразования.
Например, потенциал ионизации воздуха составляет в среднем 34 эВ. Если энергия излучения, передаваемая атому или молекуле, меньше, чем потенциал ионизации вещества, то происходит возбуждение атома без образования ионов.
Основным механизмом взаимодействия заряженных частиц с веществом является электромагнитное взаимодействие с электронами вещества (ионизация и возбуждение) и электрическим полем ядра и электронами атомов (тормозное излучение).
Число пар ионов, которые образованы в среде гамма-квантом или частицей на единице длины своего пути, называется линейной плотностью ионизации ( ЛПИ). При каждом акте взаимодействия частица теряет часть своей энергии и затормаживается, ее скорость уменьшается до тех пор, пока не станет равной скорости теплового движения.
Процесс ионизации требует определенной затраты энергии и поэтому степень их опасности определяется проникающей способностью – величиной пробега. Пробегом называется путь, пройденный частицей в веществе до ее полной остановки, обусловленной тем или иным видом взаимодействия.
Альфа-частицы обладают наиболее высокой ионизирующей способностью и наименьшей проникающей способностью. Их ЛПИ изменяется от 25 до 60 тыс. пар ионов на 1 см пути в воздухе. Пробеги в воздухе этих частиц в зависимости от энергии оставляют 2,5–8,6 см, максимум 11,5 см а в органической ткани 70–110 мкм. Скорость движения альфа-частиц в воздухе составляет от 14000 до 22500 км/с).
ЛПИ бета-частиц и составляет 100–300 пар ионов на 1 см пути, а максимальный пробег в воздухе достигает 44-х м, в биологической ткани – 55,4 мм, в металлах – десятки мкм. Скорость движения бета-частиц в воздухе близка к скорости света (250000–270000 км/с).
Ионизирующая способность гамма-квантов в тысячи раз меньше, чем ионизирующая способность заряженных частиц. В воздухе ЛПИ гамма-квантов составляет 2–3 пары ионов на 1 см пути. Проникающая способность гамма-квантов в воздухе сотни метров.
В соответствии с уравнением (15.4), если увеличить расстояние между точечным гамма-источником и объектом облучения в два раза, то воздействующая на него мощность дозы уменьшится в четыре раза. Во столько же раз уменьшится при том же времени облучения и получаемая объектом доза:
Н = (Н × t) / R 2. (15.4)
3) Защита поглощающими экранами и сооружениями. Уменьшение интенсивности ионизирующих излучений, в этом случае, происходит в результате взаимодействия с веществом. При расчете толщины защитных устройств необходимо учитывать спектральный состав ионизирующего излучения, мощность его источника, а также расстояние, на котором находится обслуживающий персонал, и время пребывания в сфере воздействия излучения.
Защитные свойства поглощающих экранов характеризуются краткостью ослабления К, под которой понимается отношение мощности дозы H 0 падающих на экран излучений к мощности дозы H излучений, прошедших через экран:
K = H 0 / H. (15.5)
Наиболее проникающие виды излучений – гамма-лучи и нейтроны. Для них, как и для рентгеновских лучей, справедлив закон экспоненциального ослабления излучения с толщиной защиты:
, (15.6)
где Д – поглощенная доза излучения, создаваемая в объекте за защитой; Д0 – поглощенная доза излучения, создаваемая до защиты; h – толщина защиты (толщина защитного материала); d – постоянная толщина материала, ослабляющая излучение в n раз
Слой вещества, при прохождении которого число гамма-квантов в направлении их первоначального распространения уменьшается в два раза по сравнению с числом упавших на это вещество квантов, называется слоем половинного ослабления d 1/2 (табл. 15.2).
Таблица 15.2