Теоретическая часть. Радиационная безопасность населения – система мероприятий по захищенню не только современного человечества

Радиационная безопасность населения – система мероприятий по захищенню не только современного человечества, но и будущих поколений от вредного действия ионизирующего излучения.

Ионизирующим является излучение, которое при взаимодействии со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Наиболее опасным из всех видов излучения является γ-излучение (радиация). Источники радиации принято разделять на природные и искусственные.

Естественный радиационный фон – доза излучения, создаваемая космическими лучами и природными радионуклидами, содержащимися в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Радиоактивный фон присутствует везде и всегда, его уровень в разных регионах колеблется относительно некоторого среднего значения. Он зависит от высоты территории над уровнем моря и геологического строения каждого конкретного района. Нормальным считается уровень внешнего облучения тела до 0,2 микрозиверт в час (до 20 микрорентген в час), а максимальным безопасным является уровень естественной радиации 0,5 микрозиверт в час (до 50 микрорентген в час).

Поглощенная доза облучения накапливается в организме, ее суммарное значение за всю жизнь не должно превышать 100 – 700 мЗв (верхняя граница интервала относится к жителям высокогорных районов и районов с повышенной естественной радиоактивностью почв, подземных вод и горных пород).

Ниже приведены годовые показатели облучения организма человека на уровне моря от различных природных источников радиоактивности: солнечная радиация – 0,3 миллизиверта в год (на высоте 2 км втрое больше); почва и горные породы – 0,5 мЗв/г (на гранитах около 1 мЗв/год ); жилье и другие строительные конструкции – 0,3 мЗв/год; еда – до 0,02 мЗв/год; питьевая вода – до 0,1 мЗв/год (при ежедневном потреблении 2 литров); воздуха – 0,2 мЗв/год (радон и продукты его распада). Кроме природных существуют также разовые (вынужденые) облучения: флюорография, рентген легких – до 3 мЗв, рентгеновский снимок у зубного врача – 0,2 мЗв, перелет на самолете – 0,005...0,020 миллизивертов в час (основной вклад- от солнечной радиации при полете на высоте около 10 км, максимальные значения в период солнечной активности), сканеры (интроскопы) в аэропортах - до 0,001 мЗв за один акт проверки пассажира.

Ионизирующее радиоактивное облучение, применяемое в медицине для диагностики и лечения (флюорография, рентгенография и компьютерная томография), при частом и чрезмерном применении может навредить здоровью. Поэтому установлена максимальная эффективная доза облучения от данных источников – 1 миллизиверт.

Кроме медицины природные и искусственные источники радиации (гамма - и рентгеновского излучения, нейтронов), в том числе и большой мощности, применяются для физических, физико-химических и биологических исследований, для дефектоскопии (контроля качества внутренней структуры материалов), при поисках полезных ископаемых, скважинных исследованиях и прочее.

Для работы с источниками облучения нужна надежная биологическая защита персонала, четкое соблюдение техники безопасности. Человеческий организм не способен с помощью своих органов чувств воспринимать наличие радиоактивных веществ и их излучения (до несмертельных значений), поэтому необходимы специальные измерительные приборы – дозиметрическая и радиометрическая аппаратура.

Радиометры – используются для измерения плотности потока и мощности доз ионизирующего излучения, а также активности радионуклидов.

Спектрометры предназначены для изучения распределения излучений по энергии, заряду и массам, то есть для детального анализа образцов материалов, являющихся источниками ионизирующего излучения.

Дозиметры – применяют для измерения индивидуальной эквивалентной дозы и мощности доз рентгеновского, β - и γ-излучений в диапазоне энергий от 0,05 до 3 Мэв. Наиболее распространенными моделями дозиметров является ДКГ и ДКС (индивидуальные), МКС (дозиметр-радиометр), по классу точности и опциями они делятся на бытовые и профессиональные, по конструкции – на переносные и стационарные.

В качестве детектора радиации обычно применяют счетчик Гейгера-Мюллера. Бета-фильтр изготавливается двухслойным из меди и свинца, который со всех сторон защищает датчик. Широкий диапазон измерений и высокая точность и надежность в работе характерные только для приборов профессионального класса, но их цена значительно выше, чем у бытовых моделей. Для радиометрических приборов характерно значительное рассеяние отсчетов (до 40%), поэтому для уменьшения погрешности результатов хотя бы до 15% увеличивают количество и время опытов (в том числе с использованием дублирующих аппаратов).

Производители уменьшают погрешность приборов за счет повышения чувствительности, увеличивая количество и качество детекторов ионизирующего излучения (газоразрядных счетчиков или различных видов сцинтилляторов) в радиометрических приборах.

Дополнительные погрешности приборов также вызывают: температура, отличная от комнатной (меняет параметры электрической схемы на 15%), повышенная влажность и конденсат ( на 10%), степень заряженности батареи (на 10%), вариации космического излучения. Все упомянутые факторы вместе образуют интегральную погрешность.

Периодическая поверка и калибровка приборов радиационной безопасности проводится один раз в год – это стандартный временной интервал для аппаратуры. Бытовые радиометры и дозиметры поверке не подлежат – их можно сверить по новым, недавно купленным или только поверенным приборам, проводя параллельные замеры в режиме повышенной точности, "на ровном поле".

Результаты измерений, полученные с помощью бытовых приборов, не могут быть использованы для официальных заключений государственными органами. Для этого нужна профессиональная и сертифицированная аппаратура, которая получила государственную поверку, и квалифицированный специалист, способный правильно провести измерения, выполнить расчеты и оформить результаты.

Рис. 8.2. Дозиметр ДКГ-01Д

Для выполнения лабораторной работы используется дозиметр ДКГ-01Д «Гарант» (рис. 8.2), он разработан в 2008 году с использованием современной элементной базы и программных решений. Назначением данного прибора является измерения эквивалентной мощности γ-излучения, эквивалентной дозы γ-излучения, работа в качестве датчика при мониторинге местности, работа в качестве съемного блока детектирования в многоканальных системах.

Данный дозиметр измеряет γ-излучения в широком диапазоне мощностей доз. Благодаря высокой чувствительности детектора результат измерений на уровне естественного фона может быть получен за довольно короткое время. ДКГ-01Д оборудован большим графическим дисплеем, который дает возможность различать информацию с расстояния более десяти метров.

Порядок выполенения работы

1. Детально ознакомиться с конструкцией и принципом действия дозиметра ДКГ-01Д «Гарант», выяснить назначение составных частей данного прибора, получить у преподавателя инструктаж по методам работы с дозиметром.

2. С помощью клавиши «Меню» установить на жидкокристаллическом дисплее прибора режим измерения эквивалентной дозы γ-квантов.

3. Измерить уровень естественного радиационного фона d_вн на открытом воздухе в трех точках на расстоянии не менее 15 м друг от друга и от ближайших зданий.

4. Измерить уровень внешнего радиационного фона внутри указанного преподавателем помещения d_пом в трех наиболее удаленных друг от друга точках.

5. Определить годовой уровень облучения на рабочем месте, если рабочая неделя составляет 40 часов.

6. Определить годовой уровень облучения на отрытом воздухе при условии ежедневного двухчасового пребывания на нем.

7. Определить суммарное годовое облучение человека, сделать выводы относительно его уровня.

8. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 8.5 отчета.

Таблица 8.5. Результаты измерений и расчетов