Методы и приборы дозиметрического и радиометрического контроля

3. МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО И РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

1. Основные дозовые пределы.

2. Дозиметрия. Приборы  дозиметрического контроля

Дозиметр  портативный ДРГ-01Т1

Сигнализатор загрязненности рук  «УИМ-3А».

Радиометр - рентгенометр ДП-5А

Измерение уровня гамма-радиации с помощью радиометра СРП-88-01

 

1. Основные дозовые пределы.

Под основным дозовым пределом понимают наибольший уровень облучения, который заведомо ниже порога возникновения всех вредных нестохастических эффектов облучения, а вероятность возникновения стохастических эффектов облучения достаточно мала и еще социально психологически приемлема для отдельных лиц и для общества в целом и не обнаруживается современными методами исследования на фоне существующего уровня этих эффектов.

Основных  дозовых пределов два: один для категории А и один для категории Б.

Для категории А - предельно допустимая доза (ПДД) - наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, которое при равномерном воздействии в течении 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Числовые  значения ПДД внешнего и внутреннего  облучения для разных групп критических  органов представлены в табл.

Таблица

Основные дозовые  пределы 

 

Допустимые пределы суммарного внешнего и внутреннего облучения сЗв(бэр) за календарный год	Группа критических органов
	I	II	III
Предельно допустимая доза для категории  А	5,0	15,0	30,0
Предел дозы для категории Б	0,5	1,5	3,0

 

При этом распределение  дозы внешнего облучения в течение  года для мужчин не регламентируется, а для женщин репродуктивного  возраста (до 40 лет) доза излучения на область таза не должна превышать 1 бэр за любые 2 месяца. Это ограничение  введено с целью профилактики чрезмерного облучения эмбриона в первые два месяца (до установления факта беременности), который обладает повышенной радиочувствительностью особенно в эти сроки. После установления факта беременности согласно действующему законодательству женщина должна быть отстранена от работы с РВ и источниками ИИ. В любом случае (не только у женщин) доза, накопленная к 30 годам, не должна превышать 12 ПДД.

Основным  дозовым пределом для категории  Б является предел дозы (ПД) - такое  наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный  год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение  в течение 70 лет не может вызвать  в состоянии здоровья неблагоприятных  изменений, обнаруживаемых современными методами. Предел дозы устанавливается  в 10 раз меньше по всем трем группам  критических органов с целью  предотвратить необоснованное облучение  этого контингента людей (табл.).

Критическими  группами называются небольшие по численности  группы лиц категории Б, однородные по возрасту, условиям жизни, полу и  другим факторам, которые подвергаются наибольшему радиационному воздействию  среди данного контингента.

Предел дозы контролируется по усредненным для  критической группы населения дозам  внешнего излучения, уровням радиоактивных  выбросов и радиоактивного загрязнения  объектов внешней среды. Оценка проводят по среднему значению индивидуальной эквивалентной дозы для критической  группы лиц категории Б, находящихся  на территории зоны наблюдения - территории, где возможно влияние радиоактивных  сбросов и выбросов радиологического объекта и где облучение проживающего населения может достигать установленного предела дозы; в этой зоне проводится радиационный контроль.

Надзор за дозой облучения и поступлением радионуклидов в организм для  ограниченной части населения осуществляется путем установления контроля за радиационной обстановкой по месту их работы и  проживания. При этом по месту работы контролируется мощность эквивалентной  дозы внешнего излучения и концентрация радионуклидов в воздухе рабочих  помещений и на территории, а по месту проживания - доза внешнего излучения  и поступление в организм радионуклидов  с воздухом, водой и рационом. Если по результатам длительного  наблюдения установлено, что облучение  критической группы ограниченной части  населения не превышает 0,1 ПД, то радиационный контроль за облучением этой категории  лиц по согласованию с органами государственного санитарного надзора может быть сокращен при обязательном сохранении радиационного контроля за источниками  выбросов РВ в атмосферу и сбросов  в водоемы.

Опасность радиационного  канцерогенеза для лиц категории  Б находится на уровне опасности, обусловленной современной средой обитания, и не превышает вероятности  получения смертельной травмы в  дорожно-транспортном происшествии, связанном  с использованием общественного  транспорта.

При сопоставлении  фактически полученных доз с основными  дозовыми пределами необходимо учитывать, что регламентируемые значения ПДД  и ПД не включают в себя дозы, обусловленные  естественным радиационным фоном, и  дозы, получаемые пациентами во время  медицинских процедур.

Что касается категории В (население), то ограничение  облучения этого контингента  связано прежде всего с предупреждением  возникновения отдаленных эффектов и генетических последствий. Оно  осуществляется путем регламентации  технологических процессов, которые  могут привести к загрязнению  биосферы радионуклидами и контролем  за радиоактивностью объектов окружающей среды (воды, воздуха, пищевых продуктов  и т.п.). Основной дозовый предел для  этой категории лиц не установлен, поскольку речь идет о населении  страны в целом и его облучение  связано с естественной средой обитания. При этом необходимо обеспечить максимально  возможное ограничение доз от медицинского облучения населения  и техногенно повышенного фона, обусловленного строительными материалами, химическими  удобрениями, сжиганием органического  топлива и т.п.

Во всех случаях, соблюдая приведенные выше принципы радиационной безопасности, следует  принимать меры по ограничению облучения  населения как за счет уменьшения индивидуальных доз облучения, так  и за счет ограничения числа лиц, подвергающихся облучению. В частности, для нашей страны актуальной задачей  является снижение облучения, проводимого  в медицинских целях, особенно беременных женщин, детей и подростков. В  целях защиты населения и охраны окружающей среды необходимо принимать  меры по предупреждению и ограничению  образования радиоактивных отходов  и максимальному снижению их количеств, удаляемых во внешнюю среду.

Дозиметрия. Приборы дозиметрического контроля

Дозиметрия  имеет дело с такими физическими  величинами, которые связаны с  ожидаемым радиационным эффектом. Эти  величины обычно называют дозиметрическими. Установление связи между измеряемой физической величиной и ожидаемым радиационным эффектом - важнейшее свойство дозиметрических величин. Вне этой связи дозиметрические измерения теряют смысл. Первопричиной радиационных эффектов является поглощение энергии излучения облучаемым объектом, и доза как мера поглощенной энергии оказывается основной дозиметрической величиной. Важнейшая задача дозиметрии - определение дозы излучения в различных средах и особенно в тканях живого организма. Целью дозиметрии является измерение, исследование и теоретические расчеты дозиметрических величин для предсказания или оценки радиационного эффекта, в частности  радиобиологического эффекта. Для этой цели используют различные расчетные и экспериментальные методы.

Количественное  определение дозы излучения, действующей  на живой организм, необходимо, прежде всего, для выявления, оценки и предупреждения возможной радиационной опасности  для человека.

Наряду с  экспериментальными методами в дозиметрии широко используют расчетные методы определения дозиметрических величин, основанные на законах взаимодействия излучений с веществом.

В соответствии с функциональным назначением аппаратура для проведения дозиметрии и радиометрии  представлена двумя классами приборов:

1. Дозиметры - приборы для измерения экспозиционной и поглощенной доз излучения или соответствующих мощностей доз рентгеновского и гамма-излучений; в дозиметрии градуировка приборов осуществляется в единицах дозы или мощности дозы.

2. Радиометры - приборы для определения радиоактивности и ее удельной величины.

 

По конструктивным особенностям приборы подразделяются на:

• карманные     (для     индивидуального     дозиметрического     и радиометрического контроля);
• переносные (для группового дозиметрического и радиационно-технологического контроля, определения радиоактивности и ее удельной величины в объектах окружающей среды - гамма-картирование поверхности почв, определение радиоактивного загрязнения зданий и сооружений, сельскохозяйственных машин и т.п.);
• стационарные установки (для непрерывного дозиметрического и радиационно-технологического контроля в радиационно-опасных местах, определения удельной массовой или объемной радиоактивности проб почвы, растительности, кормов, продуктов питания, воды и т.д.).

Радиометрические  и дозиметрические приборы состоят  из детектора с источником электрического питания, устройства для преобразования информации от детектора и регистрирующего  устройства (блока регистрации). Приборы  характеризуются определенными  техническими параметрами:

- чувствительность  прибора - величина нижнего предела  излучений, которые могут устойчиво  регистрироваться прибором. Чувствительность  зависит от минимальных заряда, вспышки, длины трека, для которых  функция отклика (выходной сигнал) выше фона. В основном чувствительность  зависит от энергии частицы;

- разрешающее  время - наименьшее время, за  которое два импульса, следующие  друг за другом, регистрируются  отдельно;

- энергетическое  разрешение - характеризует минимальное  различие в энергиях двух групп  частиц, при котором их регистрируют  как частицы с разными энергиями;

- избирательная  способность - свойство детектора  регистрировать частицы только  определенного вида. Универсальным  является детектор, который идентифицирует  частицы, т.е. определяет тип  зарегистрированной частицы и  сортирует информацию;

- функция  отклика - определяет связь между  свойствами регистрируемой частицы  и характеристиками сигнала. Зная  ее, можно по характеристике сигнала  определить параметры излучения;

- температурная    устойчивость - свидетельствует об  устойчивых показаниях прибора  при разных температурах;

- механическая  устойчивость - характеризует способность  прибора противостоять различным  механическим воздействиям без  изменения точности показаний.

По принципу регистрации  частиц приборы делятся  на следующие группы:

1. Трековые  детекторы, 2. Газонаполненные ионизационные  детекторы.

3. Сцинтилляционные  детекторы, 4. Полупроводниковые детекторы.

Одним из первых трековых детекторов является камера Вильсона. Действие камеры основано на конденсации пересыщенного пара (образовании мелких капелек жидкости) на ионах, возникающих вдоль следа (трека) заряженной частицы. Каждой парогазовой смеси соответствует определенная предельная концентрация пара. Если в условиях насыщенного пара резко понизить температуру, то пар окажется перенасыщенным. Такое состояние парогазовой системы неустойчиво и избыток пара будет конденсироваться. Частица, которая попадает в камеру в течение времени чувствительности, создает центры конденсации, и вдоль трека частицы возникают капли конденсата. Трек фотографируется.

Ионизационные детекторы радиоактивности. Методы основаны на использовании прохождения электрического тока через газы или твердые полупроводники. Реализацию ионизационных методов осуществляют разными приборами: электроскопом, ионизационной камерой, счетчиком Гейгера-Мюллера, полупроводниковыми детекторами.   Наибольшее распространение получили счетчики Гейгер-Мюллера, а в настоящее время полупроводниковые детекторы. В газонаполненных ионизационных детекторах рабочим телом является газ (например инертный, аргон). Заряженная частица, попадая в него, вызывает ионизацию газа, т.е. образование пар: электронов и положительно заряженных частиц.  Если в газе создать электрическое поле, то под его действием заряды начнут упорядочено двигаться, в результате сформируется «лавина электронов», устремляющихся к положительно заряженному аноду, собираются на нем и вызывают падение напряжения, которое фиксируется регистрирующим устройством в виде импульса. Это явление используют для регистрации частиц. Дозиметр такого типа (например, ДК-02) обычно имеет вид авторучки с окошком у торца. Визуальный просмотр прибора в проходящем свете позволяет увидеть нить, которая перемещается по шкале доз. В других случаях дозиметр может быть «слепым», а накопленную дозу можно определить с помощью отдельного устройства в виде разности потенциалов на электродах камеры.