Рассеянного излучения
При прохождении излучением защитной среды приемник регистрирует (рис. 6.55) как непровзаимодействовавшие со средой излучение 7, так и однократно 2 и многократно 3 и 4 рассеянное излучение. Излучение 5... 9 не достигает приемника: излучение 5, 6 из-за поглощения в среде, излучение 7, 8 из-за направления траектории за защитной средой не на приемник, а излучение 9 — вследствие отражения. В первом приближении расчет защиты можно произвести, учитывая только нерассеянное излучение. Мощность дозы излучения D при установке защитного экрана толщиной h (см. рис. 6.55) претерпевает изменение на расстоянии г по экспоненциальному закону:
Чтобы учесть рассеянное излучение, мощность поглощенной дозы представляют в виде суммы
точную «населенность» верхних энергетических уровней. Излучение атомов и молекул с этих «перенаселенных» уровней представляет собой лазерное излучение, опасное воздействие которого на человека зависит от длины волны, мощности, энергии и длительности импульса и частоты следования импульсов, а также от условий отражения и рассеивания света. Монохроматическое излучение, выходящее из его резонатора, направляется на отражающие и рассеивающие оптические элементы (линзы, фильтры и т. п.) и через них на мишень. Для человека вредно не только прямое излучение, но и рассеянное излучение с энергией от единиц до сотен джоулей в импульсе. На расстоянии 1 м от мишени плотность энергии излучения уменьшается с 10 Дж/см2 до 10~4 Дж/см2 и все же оно остается опасным для человека. Особую опасность для глаз представляют зеркально отраженные лучи с плотностью 0,1 Дж/см2 и более, способные к многократному отражению.
Проникающая способность гамма-лучей находится в зависимости от их энергии. Гамма-лучи свободно проходят через тело-человека и другие материалы без заметного ослабления. Гамма-лучи распространяются прямолинейно, они имеют большой пробег в воздухе и могут создавать вторичное и рассеянное излучение в средах, через которые они проходят.
Возможность проникновения лучей тем больше, чем короче длина волны. Ионизирующее действие рентгеновых лучей весьма значительно. При попадании пучка рентгеновых лучей на вещество возникает вторичное и рассеянное излучение.
когда габариты его не позволяют делать лабиринтный вход и на двери падает только рассеянное излучение; для устройства защиты дверных проемов и т. д.
Расчеты, проведенные в приближении однократного рассеяния (т. е. учитывалось только однократно рассеянное излучение), показали, что мощность дозы в данной точке после прохождения излучения через плоскую защиту больше, чем в случае прохождения излучения через сферическую защиту такой же толщины [17]. Расчеты были выполнены для различных энергий излучения, защитных материалов и расстояний от источника до точки детектирования. Таким образом, было показано, что форма защитного барьера влияет на ослабление гамма-излучения.
В тех случаях, когда дверной проем не очень велик, целесообразнее сооружать лабиринтный вход, а не устраивать защитные двери, имеющие большую массу и требующие постоянного обслуживания. Можно существенно уменьшить толщину, а следовательно, и массу защитной двери, если вход в помещение для просвечивания расположить таким образом, чтобы на дверь падало только рассеянное излучение. Для этого сооружают бетонный выступ (см, рис. 27).
4. Булатов Б. П., Андрюшин Н. Ф. Обратно рассеянное ^-излучение в радиационной технике. М., Атомиздат, 1971. 240 с.
Вертикальный разрез рабочей камеры с транспортной системой показан на рис. 7.1, в. Такие камеры сооружаются для просвечивания изделии на конвейере. Пучок излучения обычно направляют вертикально вниз. На персонал в этом случае может воздействовать лишь рассеянное излучение, выходящее из технологического канала, в котором проходит конвейер.
Железо (р = 7,8 г/см3), сталь (р=7,5-=-10 г/см3), чугун (р = 7,2 г/см3) используют в основном как конструктивные материалы в местах, где требуется повышенная прочность: для изготовления подвижных стальных дверей в помещении для бет татронной дефектоскопии, когда габариты его не позволяют делать лабиринтный вход и на двери падает только рассеянное излучение; для устройства защиты дверных проемов и т. д.
где D и В — сответственно мощность дозы нерассеянного излучения при наличии защиты и некоторая прибавка к этой мощности, учитывающая наличие рассеянного излучения; безразмерная величина В = (1 + + &D /if) называется фактором накопления. Фактор накопления зависит от всех характеристик источника и защитной среды, в том числе от толщины экрана. Его обычно определяют экспериментально и представляют в виде В = B(bh, е, z), где Е и г — соответственно энергия у-квантов и атомный номер защитной среды. В табл. 6.12 приведены значения фактора накопления и линейного коэффициента ослабления для некоторых материалов. С учетом рассеянного излучения коэффициент и эффективность защиты равны:
В качестве примера вычислим коэффициент и эффективность защиты для свинцового экрана толщиной Л = 13 см при работе с точечным радионуклидным источником. Пользуясь табл. 6.12, определяем, что без учета рассеянного излучения е = 4,34 • 0,77 • 13,0 = 43,4 дБ (kw » 2,2 • 104), а с учетом рассеянного излучения е = =43,4— 101g3,74 = 37,7 дБ (kw * 5,9 • 103).
Необходимо обеспечить надежную защиту персонала от прямого и рассеянного излучения. Для этого в боксе перезарядки гамма-дефектоскопов предусматривается защитная стенка из сварного кожуха с двумя крышками и свинцовая стена, которая собирается из стандартных блоков. Толщина свинцовой стенки должна быть не менее 100 мм. Смотровое окно, вмонтированное в защитной стенке, должно быть из свинцового стекла толщиной 300 мм.
4. Рабочая часть стационарных аппаратов и установок с открытым или с неограниченным по направлению пучком излучения должна размещаться в помещении, материал и толщина стен, пола и потолка которого при любых реальных положениях радиоактивного источника и направлениях пучка обеспечивают ослабление первичного и рассеянного излучения в смежных помещениях и на территории всего предприятия до допустимых значений.
На практике определяют толщину поглотителя, необходимую для ослабления интенсивности потока в любое число раз по номограмме (рис. 8.1). Защитные экраны могут быть стационарные, передвижные, разборные, настольные (рис. 8.2). Однако они экранируют лишь ту сторону, которая обращена к работающему, и не защищают от рассеянного излучения. Более совершенной защитой является применение вытяжных шкафов, камер и боксов, оборудованных шпатовыми манипуляторами, приточно-вытяжной вентиляцией и душевым устройством для облива внутренней поверхности камеры (рис. 8.3).
Источники сверхвысоких частот рассеянного излучения (через неплотности, щели, рабочие отверстия) экранируются аналогичным образом в виде сплошных укрытий. При направленном излучении (антенные устройства) можно применять также незамкнутые экраны, но со специальным поглощающим покрытием, не допускающим отражения волн. Толщина экрана для защиты от излучений сверхвысоких частот может быть значительно меньше, ж как слой даже в несколько сотых миллиметра обеспечивает надежную защиту. Поглощающие покрытия изготавливаются из пористых диэлектриков (губчатая резина, поролоны и др.) с включением в их толщу металлических, ферритовых, угольных и других гзстиц, ^поглощающих электромагнитные волны. л(- Экранирование рабочих мест осуществляется путем устройства кабин с наружной металлической обшивкой и смотровыми окнами, закрытыми металлической мелкоячеистой сеткой. Если по условиям технологии недопустимо отражение волн от металлической обшивки кабин, то наружная поверхность последних должна покрываться ^специальным поглощающим слоем. Для предупреждения проникновения электромагнитных волн в смежные помещения стены рабочих помещений должны также экранироваться металлическими листами или сеткой.
где B(hv, pd, Z) — фактор накопления, учитывающий изменение интенсивности потока -[-квантов за счет рассеянного излучения. Фактор накопления зависит от энергии излучения, толщины и атомного номера поглотителя.
В геометрии широкого пучка фотоны, проходя через вещество, испытывают один или несколько актов рассеяния и попадают в регистрирующий прибор под различными углами. Очевидно, в этом случае довольно трудно говорить об интенсивности излучения. Из определения следует, что интенсивность — это энергия излучения, проходящая за 1 сек через 1 см2 поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения излучения. Следовательно, чтобы определить интенсивность рассеянного излучения в некоторой точке пространства, надо знать угловое распределение рассеянных фотонов, которое зависит не только от энергии излучения и толщины поглотителя, но и от конфигурации поглотителя и детектора излучения и их взаимного расположения в пространстве. Поэтому при изучении законов ослабления широкого пучка излучения удобнее пользоваться понятием дозы (см. гл. 3), а не ин-
где BD(hv, yd, Z) — дозовый фактор накопления, учитывающий вклад рассеянного излучения в значение дозы после прохождения -{-излучения через поглотитель в условиях широкого пучка.
где A i, Л2 = 1 — Aiy аь а2 — постоянные, зависящие от энергии излучения и атомного номера поглотителя [6, 9, 10]. Подставив аналитическое выражение фактора накопления в формулу (25), получим уравнение для определения мощности дозы -(-излучения после прохождения через поглотитель толщиной d с учетом рассеянного излучения
При проектировании защиты помещений, где размещаются, например, гамма-терапевтические или дефектоскопические установки, следует учитывать возможное направление выпуска пучка лучей и только в этих направлениях проектировать защиту от прямого излучения, а в остальных — достаточно предусматривать защиту только от рассеянного излучения.
 Читайте далее:
 Равномерное распределение
Резервуаров газгольдеров
Равномерно распределяется
Равномерно распределенная
Равновесной диссоциации
Разъедает некоторые
Разбавлении диоксидом
Раздельное определение
Разделительных трансформаторов
Раздражает слизистые
Раздражающими веществами
Раздражения слизистой
Резервуаров сжиженного
Разгерметизации оборудования
Разгрузочные устройства
|
