10.6. Организация работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений

Для обеспечения радиационной безопасности на рабочих местах в первую очередь используются коллективные средства защиты в соответствии с ГОСТ 12.4.120-83* «ССБТ. Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие технические требования».

Все работы с радионуклидами подразделяются на два вида: работа с закрытыми источниками ионизирующих излучений и работа с открытыми радиоактивными источниками.

Закрытыми источниками ионизирующих излучений называются любые источники, устройство которых исключает попадание радиоактивных веществ в воздух рабочей зоны.

Открытые источники ионизирующих излучений способны загрязнять воздух рабочей зоны радиоактивными

веществами.

При работе с закрытыми источниками главной опасностью является внешнее облучение персонала.

Защита от этого вида облучения основывается на следующих принципах радиационной безопасности: уменьшение мощности источников до минимальных величин (защита количеством); сокращение времени работы с источниками (защита временем); увеличение расстояния от источника до работающих (защита расстоянием) и экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения (защита экранами).

Защита количеством подразумевает проведение работы

с минимальными количествами радиоактивных веществ, то есть пропорционально сокращает мощность излучения. Однако требования технологического процесса часто не позволяют сократить количество радиоактивного вещества в источнике, что ограничивает на практике применение этого метода защиты.

Защита временем основана на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала.

Защита расстоянием связана со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения персонала. Для увеличения расстояния между работающими и источником излучения широко применяется дистанционное управление, дающее возможность выполнять операции с радиоактивными веществами на расстоянии и контролировать технологический процесс (копирующие и координатные манипуляторы, смотровые системы).

Защита экранами наиболее эффективный способ защиты от излучений. В зависимости от вида ионизирующих излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью излучения. По своему назначению защитные экраны условно разделяются на четыре группы:

1. Защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они широко используются при

транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений.

2. Защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами полностью окружают все рабочее оборудование при размещении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого (или ускоряющего) напряжения на источнике ионизирующей радиации.

3. Передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов применяется для защиты рабочего места на различных участках рабочей зоны. Кроме них на рабочих местах использу-

ются камеры, боксы и специальные вытяжные шкафы, оборудованные местным отсосом, защитным окошком со свинцовым стеклом и скользящими свинцовыми шторками. На рис. 10.1 изображен настольный бокс, а на рис. 10.2 – передвижной экран для защиты от радиоактивных излучений.

4. Защитные экраны, монтируемые как части строитель-

ных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.). Такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в которых постоянно находится персонал, и прилегающей территории.

Немаловажное значение имеет правильный выбор материала для защитного экрана, который зависит от вида ионизирующего излучения и, в первую очередь, от его проникающей способности. Качественная характеристика проникающей способности различных видов ионизирующего излучения представлена на рис. 10.3.

Защита от альфа- и бета-излучений. Ввиду малой длины пробега альфа-частиц практически не требуется защиты от внешнего облучения при работе даже с открытыми источниками ионизирующих излучений. Одежда, резиновые перчатки или расстояние 9–10 см полностью защищают от внешнего облучения альфа-частицами. Применяют также тонкую фольгу, лист бумаги, экраны из плексигласа и стекла, толщиной в несколько миллиметров. Однако следует иметь в виду, что распад альфа-нуклида может сопровождаться бета- и гамма-излучением, что потребует применения защиты от этих видов излучения.

Рис.10.1. Настольный бокс: Рис.10.2. Передвижной экран:

1 – перчатки; 2 – дверка сфильтром; 1 – смотровое окно; 2 – манипуля-

3 – штатив для аппаратуры; торы; 3 – механизм передвижения

4 – панель электропитания;

5 – вентилятор; 6 – фильтр;

7 – электропульт; 8 – шлюз;

9 – корпус

Бета-частицы тоже обладают сравнительно малой проникающей способностью. Однако, чтобы предохранить работаю-

щего от внешнего облучения бета-частицами, операции с радиоактивными веществами следует вести с применением специальных экранов или в специальных защитных шкафах. Хранить бета-активные вещества следует в сосудах или контейнерах с соответствующей толщиной стенок. Следует учитывать, что поглощение бета-частиц сопровождается образованием тормозного излучения, поэтому для защиты от бета-излучения используют материалы с малой атомной массой, которые дают наименьшее тормозное излучение (алюминий, плексиглас, карболит, стекло).

Рис. 10.3. Качественная характеристика проникающей способности

различных видов ионизирующего излучения

Защита от гамма- и рентгеновского излучения. В этом случае для защитных экранов используются материалы с большой атомной массой и высокой плотностью. К ним относятся свинец, вольфрам и т.п. Пригодны по своим защитным свойствам сталь, чугун, железо, бетон, баритобетон, свинцовое стекло, кирпич. Чем меньше плотность защитного материала, тем большая толщина экрана потребуется для обеспечения защиты.

Для комплексной защиты от бета- и тормозного гамма-излучения используют комбинированные двух- и многослойные экраны. В этом случае со стороны источника излучения устанавливают экран с малой атомной массой (например, из алюминия), а за ним – с большой атомной массой (например, из свинца или стали).

Защита от нейтронного излучения. Нейтроны, особенно быстрые нейтроны, обладая высокой проникающей способностью, слабо поглощаются веществами, поэтому задача защиты от них заключается в замедлении быстрых нейтронов с последующим их поглощением. Выявлено, что нейтрон теряет значительную часть своей энергии (около 2/3) при столкновении с атомом водорода, поэтому хорошим защитным материалом от нейтронов является вода и водородсодержащие вещества, имеющие в своей химической формуле атомы водорода (парафин, полиэтилен, пластмассы). Кроме этого нейтронное излучение хорошо поглощается графитом, бериллием, кадмием.

Нейтроны малой энергии хорошо поглощаются бором. Поэтому бор в чистом виде, а в большинстве случаев в виде соединений или смесей, вводится в бетон, свинец, резину и другие материалы, применяемые для защиты от нейтронного излучения (борная сталь, борный графит, карбид бора).

Нейтронные излучения, как правило, сопровождаются гамма-излучениями, поэтому для обеспечения комплексной защиты применяют многослойные экраны из различных материалов: свинец – полиэтилен, сталь – вода и др., а также используют водные растворы гидроокисей тяжелых металлов, например гидроокиси железа Fe₂(OH)₃.

Толщина защитных экранов определяется при помощи расчетов, по справочным таблицам или по номограммам. Она зависит от вида защитного материала, интенсивности излучения, расстояния персонала от источника излучения и времени пребывания в зоне воздействия излучения.

Защита от открытых источников ионизирующих излучений предусматривает защиту как от внешнего облучения, так и защиту персонала от внутреннего облучения, связанного

с возможным проникновением радиоактивных веществ в организм через органы дыхания, пищеварения или через кожу. При работе с открытыми источниками может происходить загрязнение воздуха, оборудования, одежды радиоактивными газами, аэрозолями, парами и растворами.

Для защиты от внешнего облучения при работе с открытыми источниками ионизирующих излучений следует использовать принципы защиты, применяемые при работе с источниками закрытого типа.

При обеспечении защиты работающих от внутреннего излучения важное значение имеют мероприятия по соответствующему устройству и планировке рабочих помещений.

Помещения, предназначенные для работы с радиоактивными веществами, должны быть изолированными и специально

оборудованными.

Стены, потолки и двери делают гладкими, чтобы они не имели пор и трещин. Все углы в помещениях закругляют для облегчения уборки помещений от радиоактивной пыли. Стены покрывают масляной краской на высоту 2 м, а при поступлении в воздушную среду помещений радиоактивных аэрозолей или паров стены и потолки покрывают масляной краской полностью.

Полы изготовляют из плотных материалов, которые не впитывают жидкости, применяя для этого линолеум, полихлорвиниловый пластикат и т.п. Края покрытия поднимают по стенам на высоту 20 см и тщательно заделывают.

В помещениях предусматриваются воздушное отопление и приточно-вытяжная вентиляция (без рециркуляционных схем). Воздух перед выбросом в атмосферу обязательно очищается в высокоэффективных фильтрах.

Технологическое и защитное оборудование изготовляется из слабосорбирующих материалов и имеет покрытие, обладающее стойкостью к используемым десорбирующим кислым и щелочным растворам. Оборудование и мебель имеют гладкую поверхность и простую конструкцию, позволяющую без помех удалять с них загрязнения.

В рабочих помещениях ежедневно проводят влажную уборку для предотвращения накопления открытых радиоактивных загрязнений. Генеральную уборку помещений с мытьем мыльной водой стен, окон, дверей и мебели необходимо проводить 1 раз в месяц.

На оборудовании, контейнерах, транспортных средствах, приборах и аппаратах, дверях помещений, предназначенных для

работы с применением радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений, должны быть нанесены знаки радиационной опасности.

Знак радиационной опасности (рис.10.4) представляет собой равносторонний треугольник, форма и размеры которого должны соответствовать ГОСТ Р 12.4.026-01^* ССБТ «Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная». Композиция знака выполняется в черном цвете на желтом фоне.

Рис.10.4. Знак радиационной опасности:

Опасно.

Радиоактивные вещества

или ионизирующее излучение

Относительно этого знака, на наш взгляд, следует дать дополнительную информацию.

В феврале 2007 г. на сайте Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) был опубликован новый вариант знака радиоактивной опасности (рис. 10.5). Новый символ, поддерживаемый МАГАТЭ и Международной организацией стандартизации (ISO), по мнению разработчиков должен способствовать снижению случайной смертности и предотвращению нанесения вреда здоровью людей от источников ионизирующего излучения и будет использоваться как дополнительное средство предупреждения об опасности.

Новый знак должен применяться для маркировки радиоактивных источников, способных вызвать смертельный исход или нанести существенный вред здоровью человека. Он должен размещаться на устройствах, содержащих подобные источники, как средство предупреждения любых попыток разобрать их.

Рис. 10.5. Знак радиоактивной опасности

(вариант МАГАТЭ)

Этот знак не должен использоваться при нормальной эксплуатации устройств. Кроме того, символ не предназначен для маркировки входных дверей и транспортных контейнеров.

Композиция знака выполняется в черно-белых тонах на красном фоне.

Перед началом работы с радиоактивными веществами тщательно проверяют работу вентиляции, состояние оборудования и средств индивидуальной защиты. Содержание помещений в чистоте, а оборудования в полной исправности является основным требованием. При неисправности оборудования его эксплуатацию следует немедленно прекратить.