ОСНОВЫ ДОЗИМЕТРИИ ОСНОВЫ ДОЗИМЕТРИИ Лекция 7. ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Носовский Анатолий Владимирович д-р. техн. наук, проф.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений2 Конструкция защиты реактора ВВЭР-440: Конструкция биологической защиты 1 – корпус реактора; 2 – защита из воды (бак с водой); 3 – бетонная шахта реактора (обычный строительный бетон)

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений3 Конструкция биологической защиты Внутрикорпусная защита в радиальном от активной зоны направлении обычно представляет собой железо-водную защиту (ЖВЗ), т. е. чередующиеся слои стали и воды. Толщина ЖВЗ 35–50 см. Например, в реакторе ВВЭР-440 толщина радиальной радиационной защиты 48 см, из которых 24 см – вода. Защита вверх обеспечивается слоем воды, крышкой и другими защитными устройствами. Вниз от активной зоны радиационная защита – вода или ЖВЗ. За пределами корпуса защита выполняется из бетона или из воды и бетона. На АЭС с ВВЭР-1000 предусмотрена сухая боковая защита: вместо бака с водой слой серпентинитового бетона, охлаждаемый специальным технологическим контуром.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений4 Конструкция биологической защиты На АЭС с реакторами любого типа стены и перекрытия помещений, стены бассейнов выдержки, шахт ревизии оборудования выполняются, как правило, из железобетонных конструкций. Металлическими конструкциями биозащиты являются защитные двери, люки, плиты, закладные детали и т. п. Вода в качестве материала биозащиты применяется также в бассейнах выдержки и перегрузки и в шахтах ревизии оборудования.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений5 Организационные методы РЗ Основным организационным принципом обеспечения радиационной безопасности персонала и населения при эксплуатации АЭС является строгое соблюдение режима зон, а также строгий контроль за пересечением установленных границ зон людьми и радиоактивными материалами. При разделении на зоны учитываются: грузовые и людские потоки; технологический процесс; характер и возможная степень загрязнения помещений радиоактивными веществами.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений6 Организационные методы РЗ При размещении производственных зданий и сооружений промышленная площадка АЭС должна быть условно разделена на: чистую зону – административно-служебные помещения, столовые, мастерские по ремонту чистого оборудования и другие объекты, где не проводятся работы с радиоактивными веществами; зона возможного загрязнения – главный корпус, хранилища радиоактивных отходов, здания спецводоочистки, спецгазоочистки, газгольдеры выдержки, мастерские для ремонта загрязненного оборудования и другие объекты, где могут проводиться работы с радиоактивными веществами.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений7 Организационные методы РЗ Все здания и сооружения АЭС разделяются на две зоны: зона строгого режима – возможно воздействие на персонал радиационных факторов: внешних гамма- бета- и нейтронного излучений, загрязнение воздушной среды помещений радиоактивными газами и аэрозолями, загрязнение поверхности строительных конструкций и оборудования радиоактивными веществами; зона свободного режима – исключается воздействие на персонал радиационных факторов. Вход в помещения зоны строгого режима (ЗСР) осуществляется через санитарные пропускники с обязательным переодеванием персонала.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений8 Организационные методы РЗ Помещения зоны строгого режима разделяются на: необслуживаемые помещения – боксы, камеры и другие герметичные помещения, где размещается технологическое оборудование; периодически обслуживаемые помещения – помещения для проведения ремонта оборудования и других работ, связанных с вскрытием технологического оборудования, узлы загрузки и выгрузки радиоактивных материалов, временного хранения и удаления отходов; помещения постоянного пребывания персонала – щитовые, операторские и другие помещения, где персонал может находиться в течение всей смены.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений9 Организационные методы РЗ Одной из важных организационных мер радиационной защиты является выдача разрешений на производство работ в зоне строгого режима наряда-допуска, в котором указывается: место, время и условия проведения работ; необходимые меры и средства обеспечения радиационной безопасности; состав бригады; лица, ответственные за выполнение правил радиационной безопасности.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений10 Методы расчета защиты Удобными экспрессными методами расчета защиты являются табличные, графические и другие инженерные методы. Для фотонного излучения созданы универсальные таблицы, которые нашли широкое применение для расчета толщины защиты, построены номограммы для определения защиты от фотонного излучения отдельных точечных изотропных радионуклидов и протяженных источников. Удобство использования таблиц и номограмм состоит в том, что для нахождения защиты не требуется проведения трудоемких расчетов.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений11 Методы расчета защиты Расчет защиты от -излучения при отсутствии защитных экранов Экспозиционная доза Д эксп и мощность экспозиционной дозы Р эксп, Р/ч, на расстоянии R сантиметров от точечного источника в отсутствие защитного экрана вычисляется по следующим формулам: где А – активность нуклида в источнике, мКи; Г – гамма-постоянная нуклида, Р см 2 /(ч мКи); t – время работы, ч; R – расстояние от источника до объекта облучения, см.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений12 Методы расчета защиты Допустимое расстояние от точечного источника -излучения, на котором может работать персонал, Если персонал будет работать на определенном расстоянии от источника -излучения с определенной его активностью, то допустимое время работы

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений13 Методы расчета защиты На практике встречаются случаи, когда по измеренной дозиметрическими приборами мощности дозы необходимо ограничить время работы персонала. В этом случае пользуются формулой Если разрешено получение разовой дозы Д в 5 мЗв, а реальная мощность дозы на рабочем месте Р составляет 10 мЗв/час, то допустимое время работы составит: Пример расчета допустимого времени работы:

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений14 Методы расчета защиты Из приведенных формул становится ясно следующее: доза облучения прямо пропорциональна времени облучения, и поэтому все операции с источниками необходимо производить быстро; доза облучения прямо пропорциональна активности радионуклида, поэтому необходимо работать с минимально возможным количеством радионуклида; доза и мощность дозы убывают при удалении от точечного источника обратно пропорционально квадрату расстояния, поэтому все операции с радионуклидами необходимо производить по возможности на большем расстоянии от источника.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений15 Номограмма для расчета защиты временем, количеством и расстоянием Методы расчета защиты

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений16 Методы расчета защиты Расчет защиты по кратности ослабления При расчете защиты от -излучения удобно применять универсальные справочные таблицы, вычисленные на основании теории ослабления в веществе широкого пучка -излучения от точечного источника. k – кратность ослабления -излучения – отношение измеренной или рассчитанной дозы Д (мощности дозы Р) без защиты к допустимой дозе Д ДОП (мощности дозы Р ДОП ) в той же точке за защитным экраном толщиной х. При определении по универсальным таблицам необходимой толщины защиты данного материала х, см, следует знать энергию -излучения, Е, МэВ, и кратность ослабления k.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений17 Методы расчета защиты Расчет защиты по слоям ослабления Для 60 Со и других -излучателей значения 1/2 будут равны: для свинца – 1,3 см, для железа – 2,4 см, для бетона – 6,4 см. При известной кратности ослабления k можно определить число слоев половинного ослабления n и, следовательно, защиту. В общем виде k = 2 n, откуда n = lgk/lg2. Зависимость между кратностью ослабления k и числом слоев половинного ослабления n приведена ниже: k n

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений18 Номограмма для расчета толщины защиты из вольфрама, свинца и железа по кратности ослабления от -излучения 60 Со Методы расчета защиты

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений19 Средства индивидуальной защиты Средства индивидуальной защиты по назначению делятся на основные и дополнительные: основная спецодежда является обязательной для применения всем персоналом в контролируемой зоне и обеспечивает необходимый уровень индивидуальной защиты: нательное белье, комбинезоны, костюмы, тапочки, ботинки, шапочки, носки; к дополнительным относятся средства, которыми пользуются эпизодически, в зависимости от радиационной обстановки, это: респираторы, перчатки, пленочная одежда, обувь и т. д. Дополнительная спецодежда применяется для защиты персонала в условиях, где основная спецодежда является недостаточной.

Основы дозиметрии. Лекция 7. Защита от ионизирующих излучений20 Средства индивидуальной защиты К СИЗ, применяемым на АЭС, относятся: основная спецодежда (комбинезоны, костюмы, халаты, нательное белье, носки, шапочка) и дополнительная (пленочные фартуки, нарукавники, комбинезоны и т. п.); СИЗ органов дыхания (респираторы, противогазы, пневмомаски, пневмошлемы и др.); изолирующие костюмы (пневмокостюмы, костюмы из прорезиненного материала и др.); основная спецобувь (тапочки, ботинки и др.) и дополнительная (резиновые сапоги, пластикатовые чулки, следы и др.); средства защиты рук (резиновые, пленочные и просвинцованные перчатки, рукавицы и др.); средства защиты глаз (защитные очки, щитки и др.); предохранительные приспособления (ручные захваты, штанги и др.).