Расчет параметров технических средств защиты от рентгеновского излучения

Наиболее распространенными средствами защиты от рентгеновского излучения являются экраны, ослабляющие действие рентгеновского излучения на организм человека, которые устанавливаются между источником излучения и рабочим местом, удаленном на расстояние R от точки наблюдения.

Эффективность экранирования излучения определяется кратностью ослабления интенсивности излучения, определяемой по формуле:

, (1)

где I – сила анодного тока в рентгеновской трубке, мА;

m = t/36 (t – реальное время пребывания персонала (группы А) в помещении за неделю, ч; 36 часов – проектная рабочая неделя);

R – расстояние от анода рентгеновской трубки до облучаемого объекта, м;

ПДД – предельно допустимая доза, мР/с (табл.1);

– лучевая отдача рентгеновской трубки, которая принимается равной мощности экспозиционной дозы, создаваемой при работающей трубке на расстоянии 1 м от анода трубки при силе тока в 1 мА. Лучевая отдача трубки может быть определена по графику (рис.1).

Рис.1 Лучевая отдача рентгеновских трубок при различных значениях анодного напряжения

Толщина защитного экрана из свинца (мм) (экранирующего анод рентгеновской трубки) определяется в зависимости от напряжения на рентгеновской трубке U_max (кВ) и показателя кратности ослабления рентгеновского излучения К по табл. 2.

Таблица 2

Толщина защитного экрана из свинца (d, мм) при различных значениях напряжения на аноде рентгеновской трубки (U_max, кВ) и различных значениях

Показатель	Толщина экрана из свинца (d, мм) при Umax, кВ
	75	100	125	150	175	200	250	300
0,001	-	-	0,5	0,5	1	1	1,5	2
0,01	0,75	1	1,25	1,5	2	2,25	3,5	6
0,1	1,25	1,5	1,75	2,25	2,75	3,5	5,75	11,5
1	2	2,5	2,75	3,25	3,75	5	8,5	16,5
2	2,25	2,75	3	3,5	4,25	5,5	9,5	18
3	2,5	2,75	3,25	4	4,5	5,75	10	19
5	2,75	3	3,5	4,25	5	6	10,5	20
10	2,75	3,25	3,75	4,5	5,25	6,5	11,5	21,5
20	3	3,5	4	4,75	5,75	7	12	23,5
30	3	3,5	4,25	5	6	7,5	13	24,5
50	3,25	3,75	4,5	5,25	6,5	7,75	13,5	25,5
100	3,5	4	4,75	5,5	6,75	8,25	14	27

В случаях, когда используются напряжения на рентгеновской трубке, не указанные в таблице, или полученного значения показателя в ней нет, толщину защитного экрана находят путем линейной интерполяции.

Эффективность существующих защитных технических средств можно оценить также по экспозиционной дозе облучения, сопоставляя ее с величиной допустимой дозы.

Напряжение на пластинах развертки современных мониторов > 1 кВ, при этом образуется мягкое рентгеновское излучение при выбивании ускоренным пучком электронов вторичных электронов из анода. Кроме того, электроны, эмитированные катодом и ускоренные вторым анодом, ударяясь о линзу кинескопа, создают тормозное излучение.

Мощность экспозиционной дозы тормозного излучения , ( ) можно оценить с помощью следующей формулы:

, (2)

где – коэффициент перевода силы тока , мА, в число электронов в пучке за 1 с;

– сила анодного тока ЭЛТ, мА;

– максимальная энергия кванта рентгеновского излучения, МэВ;

– линейный коэффициент истинного поглощения в воздухе, зависящий от энергии тормозного излучения, см^-1;

– энергетический эквивалент рентгена, МэВ/(Р·см³);

– расстояние от мишени до облучаемого объекта, см.

– коэффициент линейного поглощения материала экрана, см ^-1;

– толщина экрана (стекла ЭЛТ), см.

Для мягкого излучения (в диапазоне от 10^-3 до 10² МэВ) эту формулу можно упростить, т.к. это излучение обладает значительно меньшей проникающей способностью, поэтому ошибки расчета менее значительны. Учитывая, что произведение МэВ/см, и переходя от натуральных логарифмов к десятичным, выражение для , Р/с, будет иметь вид:

, (3)

Величину в диапазоне энергии МэВ можно вычислить по формуле:

, (4)

где – плотность материала экрана, г/см³.

Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 мощность экспозиционной дозы мягкого рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса ВДТ (на электронно-лучевой трубке) при любых положениях регулировочных устройств не должна превышать 100 мкР/час.