Способы обеспечения радиационной защиты людей и оборудования при эксплуатации зданий и сооружений атомной отрасли

Раздел 5. Основы радиационной защиты на объектах атомной энергетики

(А.В. Денисов)

Способы обеспечения радиационной защиты людей и оборудования при эксплуатации зданий и сооружений атомной отрасли

Особенностью зданий и сооружений атомной энергетики является наличие в них источников следующих ионизирующих излучений:

1. α - излучение - поток заряженных частиц - ядер гелия (заряд 2, масса 4).

2. β - излучение - поток заряженных частиц - электронов или позитронов.

3. 3. Гамма-излучение -электромагнитное излучение высокой частоты, проявляющее при взаимодействии с веществом как волновые, так и корпускулярные свойства (гамма –квантов).

4. Нейтронное излучение - поток нейтральных частиц - нейтронов.

Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-излучение и нейтронное излучение. Для защиты от этих излучений в зависимости от интенсивности требуется защита толщиной от нескольких десятков до нескольких сотен сантиметров.

Проникающая способность β-излучения и особенно α-излучения гораздо ниже. Для защиты от β-излучения достаточно листа металла толщиной несколько мм или оргстекла 1-2 см. Для защиты от α – излучения достаточно нескольких листов бумаги.

Основными зданиями и сооружениями атомной энергетики, которые имеют свои особенности, являются:

1. Главные корпуса атомных стаций;

2. Хранилища жидких и твердых радиоактивных отходов

3. Здания производств, обеспечивающих атомную энергетику:

- заводы по производству ядерного топлива;

- радиохимические лаборатории;

- исследовательские и экспериментальные ядерные реакторы;

- ускорители заряженных частиц

Наличие во всех этих зданиях источников ионизирующмх излучений требует обеспечения радиационной защиты персонала и оборудования этих объектов, а также населения и окружающей среды от облучения ионизирующими излучениями.

При проектировании ядерных установок создается комплекс мероприятий, предохраняющих персонал, население и окружающую среду от облучения ионизирующими излучениями. Этот комплекс мероприятий называется - радиационной защитой.

Различают два основных вида облучения организма:

- внешнее облучение – облучение при воздействии на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников;

- внутреннее облуче­ние – облучение при воздействие на организм ионизирующих излучений от радиоактив­ных веществ, попавших внутрь организма через органы дыхания, кожу и пр.

Практически внешнее облучение вызывают только нейтронное и гамма-излучение, так как они отличаются наибольшей проникающей способностью.

Внутреннее облучение вызывает любое ионизирующее излучение радиоактивных изотопов, попавших внутрь человека..

Наибольшему риску облучения подвержен обслуживающий персонал зданий и сооружений атомной отрасли. Поэтому создание надежной защиты персонала обеспечивает и надежную защиту лиц, не участвующих в основном технологическом процессе, а также населения, проживающего вблизи АС.

Основные способы радиационной защиты от внешнего и внутреннего облучения населения, проживающего вблизи зданий и сооружений атомной отрасли и окружающей среды - это очистка воздуха на фильтрах от радиоактивных веществ перед его выбросом, разбавление радиоактивного воздуха до допустимой концентрации путем его выброса через вентиляционную трубу в верхние слои атмосферы, а также нормированное ограничение радиоактивных выбросов АС в окружающую среду, в том числе в случае аварии.

Защита от внутреннего облучения персонала обеспечивается зонированием помещений по радиационной опасности, устройст­вом между ними санитарно-бытовых помещений, организацией спецвентиляции, спецканализации помещений, а также использованием персоналом средств индивидуальной защиты, например пневмокостюмов, в которые подается чистый воздух.

Радиационная защита от внешнего облучения персонала ядерных установок обеспечивается следующими основными способами:

- расстоянием – путем ограничения расстояния от места работы или пребывания персонала до источника ионизирующего излучения, величиной, обеспечивающей допустимую мощность эквивалентной дозы ионизирующего излучения, воздействующего на персонал;

- временем - путем ограничения времени работы обслуживающего персонала вблизи источника ионизирующего излучения или в помещении с повышенной интенсивность радиации, величиной, обеспечивающей допустимую для персонала эквивалентную дозу ионизирующего излучения;

- защитными экранами – путем устройства постоянного или временного защитного экрана межу источником ионизирующих излучений и помещением или зоной, где работает персонал, обеспечивающего допустимую мощность эквивалентной дозы ионизирующего излучения, воздействующего на персонал.

Радиационная защита расстоянием основана на эффекте уменьшения плотности потока частиц, а следовательно, и мощность эквивалентной дозы при увеличении расстояния R до источника по закону ~1/R² – для точечного источника и ~1/R – для линейного и плоского источника.

Радиационная защита временем основана на зависимости эквивалентной дозы D, которую получит персонал при данной мощности эквивалентной дозы H от времени работы t, зависимостью D = Ht.

Радиационная защита экранами основана на уменьшении интенсивности, а следовательно и мощности эквивалентной дозы ионизирующих излучений при прохождении через защитные экраны (радиационную защиту) в основном по экспоненциальной зависимости от толщины защитного экрана Х типа ~e^-kx.

Защита при аварийной ситуации сводится к устройству систем, лока­лизующих попавшие в рабочие помещения или в здание радиоактивные вещества. К таким защитным системам относятся, например, здания-оболочки, рассчитанные на внутреннее избыточное давление, или специ­альные помещения, например бассейны-барботеры, в которые при аварий­ной ситуации сбрасывается радиоактивный пар.