Дозовые факторы накопления в барьерной геометрии
Отношение Фо/Фх, где Фх определено по (8.21), часто называют коэффициентом ослабления широкого пучка или кратностью ослабления широкого пучка, Косл. Используя это понятие и для упрощения расчета защиты, разработаны таблицы для определения толщины защиты в зависимости от материала, кратности ослабления и энергии фотонов. Полностью эти таблицы приведены в 8.2 . Ниже, в табл. 8.6, приведен фрагмент одной из этих таблиц.
Таблица 8.6
Толщина защиты из свинца, cм в зависимости от кратности ослабления и энергии фотонов
Косл |
Энергия фотонов, МэВ |
|||||
0,5 |
1,0 |
1,25 |
2,0 |
4,0 |
10,0 |
|
1,5 |
0,2 |
0,8 |
0,95 |
1,2 |
1,2 |
0,9 |
5 |
1,1 |
2,8 |
3,4 |
4,3 |
4,5 |
3 |
10 |
1,6 |
3,8 |
4,5 |
5,9 |
6,4 |
4,2 |
100 |
3 |
7 |
8,45 |
11,3 |
12,1 |
8,7 |
200 |
3,4 |
8 |
9,65 |
12,9 |
13,8 |
10,2 |
500 |
4 |
9,2 |
11,3 |
15 |
16,1 |
11,9 |
1000 |
4,4 |
10,2 |
12,3 |
16,5 |
17,8 |
13,3 |
2000 |
5 |
11,1 |
13,5 |
17,9 |
19,5 |
14,8 |
Если источник -излучения точечный, то он излучает фотоны равномерно во все стороны. При удалении от него даже при отсутствии поглощения в веществе плотность потока фотонов, а следовательно, и мощность дозы падают обратно пропорционально квадрату расстояния. Если расчетная точка находится на расстоянии х от точечного источника и между ними расположена бесконечная пластина толщиной из материала с атомным номером Z, то плотность потока фотонов в расчетной точке можно определить по следующему соотношению:
(8.22)
где Вчб(Е ,Z, х) – числовой фактор накопления в барьерной геометрии;
А – активность источника, Бк;
– выход фотонов.
Мощность дозы в расчетной точке определяется как
Dx=(Dr/x2) ехр(– х) ВДб(Е ,Z, х), (8.23)
где Dx,Dr – соответственно мощности доз на расстоянии х и r от ИИИ;
ВДб(Е ,Z, х) – дозовый фактор накопления в барьерной геометрии.
Используя понятие кратности ослабления для барьерной геометрии, соотношение (8.23) можно представить в виде
Dx=(Dr/x2)/Косл(Е ,Z, х). (8.24)
Задача Измерения и расчеты показали, что мощность эффективной дозы, создаваемая на рабочем месте широким пучком -излучения, составляет 200 мЗв/ч. Работа с данным ИИ выполняется 100 дней в году по 1 часу в день. Энергия фотонов 1,25 МэВ. Определить необходимую толщину экрана из свинца.
Решение Определяем допустимую мощность эффективной дозы при данных условиях работы.
Определяем требуемую кратность ослабления.
По табл. 8.6 находим, что ослабление в 1000 раз обеспечивает экран из свинца толщиной 12,3 см.
Задача Точечный изотропный источник 60Со активностью 1010 Бк необходимо перевезти на захоронение. Время перевозки около 100 часов. При этом расстояние до оператора 1м. Определить, будет ли обеспечена безопасность оператора, если источник поместить в свинцовый контейнер с толщиной стенки 10 см. Энергия фотонов 1,25 МэВ.
Решение Для решения задачи необходимо определить дозу, которую может получить оператор от ИИИ в данном контейнере на расстоянии 1м от него и сравнить её с ПДА.
Мощность поглощенной дозы от находящегося контейнере с толщиной стенки =10 см точечного ИИИ на расстоянии г=1м от него определиться по соотношению
(8.25)
По таблице из 8.1 находим Г-постоянную 60Со Г=84,63 аГр м2/с Бк. По таблице из 8.2 находим для свинца и энергии фотонов 1,25 МэВ =0,658 1/см.
Зная толщину стенки =10 см, находим =0,658 10= =6,58. По табл. 8.5 для свинца, =6,58 и энергии фотонов 1,25 МэВ находим фактор накопления ВбД 3. Подставляя найденные значения в (8.25), получаем:
За 100 часов поездки (3,6 105 с) оператор получит поглощенную дозу:
Для -излучения WR=1 (табл.8.1), а поскольку облучается все тело, то WT=1. Тогда эффективная доза, полученная оператором за время транспортировки данного ИИИ в данных условиях составит
Полученная доза в 15 раз меньше предела дозы для персонала группы А равного 20 мЗв, следовательно, транспортировка ИИИ в данных условиях безопасна.