3. Определение доз облучения от точечных

ИСТОЧНИКОВ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ

Величина мощности экспозиционной дозы от точечного источника (рисунок 3.1) прямо пропорциональна активности радионуклида и обратно пропорциональна квадрату расстояния до него. Кроме этого, разные радионуклиды при одинаковой активности создают разную величину экспозиционной дозы, что учитывается гамма-постоянной:

(3.1)

где   - мощность экспозиционной дозы, Р/ч;

K_ - гамма-постоянная радионуклида, Рсм ² / (ч мКu);

A - активность радионуклида, мКu;

R - расстояние от точечного радионуклида до места измерения, см.

Гамма-постоянная показывает, какую мощность экспозиционной дозы создает данный радионуклид активностью 1 мКu на расстоянии 1 см. За эталон принят радий-226 массой 1 мг, заключенный в платиновую упаковку толщиной 0,5 мм, который создает на расстоянии 1 см мощность дозы D _эксп  = 8,4 Р/ч. Значения гамма-постоянных приведены в таблице 1.1, например, для цезия-137 K_ = 3,19 Рсм ²/(чмКu).

1- точечный источник  -излучения; 2 - облучаемое вещество

Рисунок 3.1 – Схема для расчета мощности экспозиционной

и поглощенной дозы

Для определения дозы облучения от точечных источников -излучения обычно используется формула (1.9), т.е. принимается мощность дозы постоянной во времени.

3.1. Пример. Определить эквивалентную дозу и сравнить с допустимой, полученной рабочим от точечного изотропного источника ⁶⁰Со активностью 1,110^-2 Ku, если он работает с источником в течение всего рабочего времени на расстоянии 0,8 м. Продолжительность рабочего времени для персонала составляет 1700 ч/год (36-часовая рабочая неделя).

Решение.

Определяем мощность экспозиционной дозы на рабочем месте по формуле (3.1):

,

где значение гамма-постоянной выбираем из таблицы 1.1,

P/ч.

Экспозиционную дозу, полученную рабочим за год, определяем по формуле (1.9)

Р/год.

Эквивалентная доза, полученная рабочим, составляет

бэр/год,

т.е. она превышает почти в 4 раза предельно допустимую дозу для категории А (таблица 2.1).

3.2. Пример. На расстоянии R = 0,3 м от точечного источника радионуклида ⁶⁰Со мощность эквивалентной дозы от  -излучения составляет D_экв = 450 мкЗв/ч. На каком расстоянии от источника (R_пдд ) можно работать, чтобы доза облучения персонала не превышала ПДД при 36-часовой рабочей неделе и равномерном распределении дозы в течение года?

Решение.

Эквивалентную дозу, полученную рабочим за год, определяем по формуле (1.9)

Полученная доза превышает ПДД (0,05 Зв/год) в 15,3 раза, поэтому необходимо увеличить расстояние от источника излучения до рабочего места.

Мощность дозы, а следовательно и доза, уменьшаются с увеличением квадрата расстояния (по зависимости 3.1), поэтому требуемое расстояние R_пдд  можно вычислить по отношению

Таким образом получено, что расстояние от источника излучения до рабочего места должно быть не менее 1,17 м.

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ, РАВНОМЕРНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ В ПОЧВЕ

4.1 Определение доз от -излучения радионуклидов, находящихся в почве, путем измерения мощности эквивалентной дозы прибором

При определении эквивалентной дозы облучения человека от -излучающих радионуклидов, находящихся в земле, можно использовать формулу (1.9). Кроме этого, необходимо учитывать экранирование тканей человека другими тканями, а также стенами зданий и сооружений. Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР) рекомендует использовать усредненное значение коэффициента ослабления поглощенной дозы в теле человека по сравнению с поглощенной дозой в воздухе К_нкдар=0,7.

Измерив мощность эквивалентной дозы облучения на высоте 1 м от поверхности земли, можно определить дозу, полученную человеком:

(4.1)

где D экв  - эквивалентная доза облучения человека, Зв;

- мощность эквивалентной дозы облучения, Зв/ч;

t - время нахождения человека в данном районе, ч.

4.1. Пример. Оценить опасность нахождения людей на территории, если мощность эквивалентной дозы облучения человека на расстоянии 1 м от поверхности земли составляет 0,6 мкЗв/ч.

Решение.

Годовая эквивалентная доза рассчитывается по формуле (4.1):

= 0,6 10 ^-6  24  365  0,7 = 0,0037  Зв/год .

Предельно допустимая доза для населения (категория Б, таблица 2.1) ПДД_Б = 0,5 бэр/год = 0,005 Зв/год. То есть эквивалентная доза D_экв  меньше ПДД_Б в 1,3 раза.

4.2 Определение доз от -излучения радионуклидов, находящихся

в почве, по величине активности единицы площади земной

поверхности

Доза  -излучения от земной поверхности обычно определяется для точки на высоте H от земли и считается, что основное излучение попадает в эту точку с площади круга радиусом 3  H (рисунок 4.1).

Формула расчета мощности дозы облучения в этом случае:

  (4.2)

где  - мощность экспозиционной дозы  -излучения от земной поверхности, Р/ч;

A_s  - среднегодовая активность (плотность загрязнения радио нуклидами) поверхности земли, мКu/см ² ;

H - высота над поверхностью земли, м;

R - радиус круга земной поверхности, м.

Для определения дозы, полученной человеком, принимается H=1м, R = 3 м.



Рисунок 4.1 – Схема определения дозы -излучения от поверхности

земли

4.2. Пример. Определить эквивалентную дозу облучения, полученную человеком за год, если среднегодовая активность поверхности земли от цезия-137 составляет 210⁶ Бк/м ².

Решение.

Мощность экспозиционной дозы определяем по формуле (4.2)

где активность

;

.

Эквивалентную дозу, полученную человеком за год, вычисляем по формуле (4.1)

.

Эта доза примерно в 1,5 раза выше ПДД для населения.