Методы и средства защиты от ионизирующих излучений. Тема 2.4

1.

Российская таможенная академия
Владивостокский филиал
ТЕМА 2.4.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ
ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Темченко В.В., доцент кафедры таможенного дела,
к.ф.-м.н., доцент

2.

Изучаемые вопросы
Свойства ионизирующих излучений,
влияющие на меры по защите от
излучения
Способы защиты от ионизирующего
излучения
2

3.

Свойства ионизирующих излучений, влияющие
на меры по защите от ИИ
1. Степень неблагоприятного воздействия излучения на
человека пропорциональна поглощенной (эквивалентной)
дозе излучения.
2. Доза внешнего облучения любого объекта пропорциональна
интенсивности излучения и длительности облучения.
3. По мере распространения излучения и увеличения
расстояния от источника интенсивность излучения
уменьшается.
4. При прохождении через вещество излучение взаимодействует
с веществом и передает ему свою энергию. В результате
интенсивность излучения уменьшается.
3

4.

Способы защиты от ионизирующих
излучений
1. Снижение мощности источника излучения
(интенсивности излучения) до минимально
необходимой величины
2. Уменьшение продолжительности работы в зоне
повышенного излучения
3. Увеличение расстояния между источником
излучения и рабочим местом персонала
4. Использование защитных экранов между
источником излучения и местом расположения
персонала
4

5.

ТЕМА 2.4.
Способ 1. Снижение мощности источника
излучения до минимально
необходимой величины

6.

Свойства ионизирующих излучений, влияющие
на меры по защите от ИИ
1. Излучение оказывают неблагоприятное воздействие на
организм человека. Степень неблагоприятного воздействия
излучения на человека пропорциональна поглощенной
(эквивалентной) дозе излучения.
2. Доза внешнего облучения любого объекта пропорциональна
интенсивности излучения и длительности облучения.
3. По мере распространения излучения и увеличения
расстояния от источника интенсивность излучения
уменьшается.
4. При прохождении через вещество излучение взаимодействует
с веществом и передает ему свою энергию. В результате
интенсивность излучения уменьшается.
6

7.

Интенсивность излучения
Е
S
E
I
t S
Дж
см 2 с
7

8.

Доза внешнего облучения и интенсивность
излучения
8

9.

Доза внешнего облучения и интенсивность
излучения
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
Таблица 3.1
9. Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов
при расчете эффективной
(Wi ): доз
Основныедозы
пределы
Гонады……………………………………… 0,20
Пределы доз
Костный мозг (красный)………………….....0,12
Нормируемые
Толстый кишечник…………………………..0,12
Персонал
величины
Население
Легкие ………………………………………..0,12
(группа А)
Желудок………………………………………0,12
Мочевой пузырь …………………………….0,05
20 мЗв в год
1 мЗв в год
Грудная железа.………………………..…….0,05
в среднем за
в среднем за
Печень………………………………………..0,05
Эффективная
последовательные последовательные
Пищевод……………………………………..0,05
доза
5 лет, но не более 5 лет, но не более
Щитовидная железа………………………...0,05
50 мЗв в год
5 мЗв в год
Кожа………………………………………….0,01
Клетки костных поверхностей……………..0,01
Остальное…………………………………….0,05
Eэф Wi H i
i
Еэф ?
9

10.

Доза внешнего облучения и интенсивность
излучения
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
9. Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов
при расчете эффективной дозы (Wi ):
Гонады……………………………………… 0,20
Костный мозг (красный)………………….....0,12
Толстый кишечник…………………………..0,12
Легкие ………………………………………..0,12
Желудок………………………………………0,12
Мочевой пузырь …………………………….0,05
Грудная железа.………………………..…….0,05
Печень………………………………………..0,05
Пищевод……………………………………..0,05
Щитовидная железа………………………...0,05
Кожа………………………………………….0,01
Клетки костных поверхностей……………..0,01
Остальное…………………………………….0,05
W
Hi Hi
EэфE эф
i
Еэф ?
10

11.

Доза внешнего облучения и интенсивность
излучения
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
8. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов
излучения при расчете эквивалентной дозы (Wj ):
Фотоны любых энергий…………………………………………...1
Электроны и мюоны любых энергий…………………………….1
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ………………………………5
от 10 кэВ до 100 кэВ……………….........................10
от 100 кэВ до 2 МэВ……………….........................20
от 2 МэВ до 20 МэВ………………..........................10
более 20 МэВ………………………..........................5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи ……5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра………………20
E эф D
H
Еэф ?
H H
W
D j D j
j
11

12.

Доза внешнего облучения и интенсивность
излучения
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
E0Ee1 d
E0
8. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов
излучения при расчете эквивалентной дозы (Wj ):
Фотоны любых энергий…………………………………………...1
Электроны и мюоны любых энергий…………………………….1
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ………………………………5
от 10 кэВ до 100 кэВ……………….........................10
от 100 кэВ до 2 МэВ……………….........................20
от 2 МэВ до 20 МэВ………………..........................10
более 20 МэВ………………………..........................5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи ……5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра………………20
Е0
d
E
D
Еэф
(
1
е
)
т
Еэф ?
D
ЕЕ
0
(1 е d )
т
Е Е0 ( 1 Е1е d )
12

13.

Доза внешнего облучения и интенсивность
излучения
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
8. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов
излучения при расчете эквивалентной дозы (Wj ):
E
I 00
Фотоны любых энергий…………………………………………...1
Электроны и мюоны любых энергий…………………………….1
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ………………………………5
от 10 кэВ до 100 кэВ……………….........................10
от 100 кэВ до 2 МэВ……………….........................20
от 2 МэВ до 20 МэВ………………..........................10
более 20 МэВ………………………..........................5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи ……5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра………………20
Е0
Еэф
(1 е d )
т
Еэф ? Еэф
I0 S t
(1 е d ) E0 I 0 S t
т
Эффективная доза внешнего облучения прямо пропорциональна
интенсивности излучения
13

14.

Доза внешнего облучения и интенсивность
излучения
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
8. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов
излучения при расчете эквивалентной дозы (Wj ):
I0
Фотоны любых энергий…………………………………………...1
Электроны и мюоны любых энергий…………………………….1
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ………………………………5
от 10 кэВ до 100 кэВ……………….........................10
от 100 кэВ до 2 МэВ……………….........................20
от 2 МэВ до 20 МэВ………………..........................10
более 20 МэВ………………………..........................5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи ……5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра………………20
I0 S t
(1 е d )
т
II00
ЕEэф
E
эф
эф
Эффективная доза внешнего облучения прямо пропорциональна
интенсивности излучения
14

15.

ТЕМА 2.4.
Способ 2. Уменьшение продолжительности
работы в зоне повышенного
излучения

16.

Свойства ионизирующих излучений,
влияющие на меры по защите от ИИ
1. Излучение оказывают неблагоприятное воздействие на
организм человека. Степень неблагоприятного воздействия
излучения на человека пропорциональна поглощенной
(эквивалентной) дозе излучения.
2. Доза внешнего облучения любого объекта пропорциональна
интенсивности излучения и длительности облучения.
3. По мере распространения излучения и увеличения
расстояния от источника интенсивность излучения
уменьшается.
4. При прохождении через вещество излучение взаимодействует
с веществом и передает ему свою энергию. В результате
интенсивность излучения уменьшается.
16

17.

Доза внешнего облучения и длительность
облучения
Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
8. Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов
излучения при расчете эквивалентной дозы (Wj ):
Фотоны любых энергий…………………………………………...1
Электроны и мюоны любых энергий…………………………….1
Нейтроны с энергией менее 10 кэВ………………………………5
от 10 кэВ до 100 кэВ……………….........................10
от 100 кэВ до 2 МэВ……………….........................20
от 2 МэВ до 20 МэВ………………..........................10
более 20 МэВ………………………..........................5
Протоны с энергией более 2 МэВ, кроме протонов отдачи ……5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра………………20
I S tt
(1 е d )
т
0
ЕEэф
E
эф
эф
Эффективная доза внешнего облучения прямо пропорциональна
длительности облучения
17

18.

ТЕМА 2.4.
Способ 3. Увеличение расстояния между
источником излучения и рабочим
местом персонала

19.

Свойства ионизирующих излучений
Свойства ИИ, влияющие на меры по защите от ИИ
1. Излучение оказывают неблагоприятное воздействие на
организм человека. Степень неблагоприятного воздействия
излучения на человека пропорциональна поглощенной
(эквивалентной) дозе излучения.
2. Доза внешнего облучения любого объекта пропорциональна
интенсивности излучения и времени облучения.
3. По мере распространения излучения и увеличения
расстояния от источника интенсивность излучения
уменьшается.
4. При прохождении через вещество излучение взаимодействует
с веществом и передает ему свою энергию. В результате
интенсивность излучения уменьшается.
19

20.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
На расстоянии 10 см
На расстоянии 20 см
На расстоянии 30 см
С
увеличением
расстояния
до
источника
Н = 5.8 Sv/h
Н = 1.66 Sv/h
Н = 0.75 Sv/h
интенсивность излучения уменьшается
20

21.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
На расстоянии R1
На расстоянии R2
E
II11 = ?
t 4 R12
E
I
t Sсф
E
I2 =
?
t 4 R22
Sсф 4 R12
E
Интенсивность излучения точечного ненаправленного источника
обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника
I =
t 4 R2
21

22.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
22

23.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
ДРТ сканирующего типа
Переносные ДРТ
(HI-SCAN, Rapiscan , Инспектор и др.)
(«Норка», «Шмель-240ВТ»)
23

24.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
Форма пучка излучения инспекционно-досмотрового
комплекса HCV-Mobile
24

25.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
Несфокусированные пучки излучения
Широко расходящийся
пучок
Узкий (точечный) пучок
Веерообразный пучок
25

26.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
SR= R2
R
2 (1
Rи
Rи2 rд2
)
E
Е
IR
t S t R2
26

27.

Интенсивность излучения и расстояние
до источника
Увеличение расстояния от источника излучения –
эффективный способ защиты от ионизирующего
n
mf i (n 2)
излучения
i 1
E
Е
IR
t Smf t mf R 2
Интенсивность излучения в несфокусированных расходящихся пучках
обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника
27

28.

ТЕМА 2.4.
Часть 4. Использование защитных экранов
между источником излучения и
местом расположения персонала

29.

Свойства ионизирующих излучений
Свойства ИИ, влияющие на меры по защите от ИИ
1. Излучение оказывают неблагоприятное воздействие на
организм человека. Степень неблагоприятного воздействия
излучения на человека пропорциональна поглощенной
(эквивалентной) дозе излучения.
2. Доза внешнего облучения любого объекта пропорциональна
интенсивности излучения и времени облучения.
3. По мере распространения излучения и увеличения
расстояния от источника интенсивность излучения
уменьшается.
4. При прохождении через вещество излучение взаимодействует
с веществом и передает ему свою энергию. В результате
интенсивность излучения уменьшается.
29

30.

Прохождение рентгеновского излучения
через вещество
59 kV
Без
Призащиты
прохождении черезAlвещество
– 3 мм
интенсивность
Н0 = 90 mR/h рентгеновского
НAl = излучения
62 mR/h
уменьшается
30

31.

Использование защитных экранов
Выводы
При прохождении через вещество интенсивность рентгеновского
излучения уменьшается
31

32.

Прохождение рентгеновского излучения
через вещество
Без защиты
Н0 = 90 mR/h
Fe – 3 мм излучения
Pb – 3 мм
– 3 мм от рентгеновского
ДляAlзащиты
НFe = 48 R/h
НAl =необходимо
62 mR/h
применять
слои НPb = 6.5 R/h
плотных металлов
32

33.

Использование защитных экранов
Выводы
При прохождении через вещество интенсивность рентгеновского
излучения уменьшается
Для защиты от рентгеновского излучения необходимо применять
слои плотных металлов типа Fe, Pb и др.
33

34.

Прохождение рентгеновского излучения
через вещество
AlAl
Al- --9
12
15
18
21
24
3 мм
6
мм
мм
DAl (мм)
НD (mR/h)
0
89
3
69
6
43
9
27,1
12
17,2
15
7,2
18
4,6
21
2,2
24
1,5
С увеличением толщины защитных слоев
интенсивность прошедшего через них
излучения уменьшается
34

35.

Использование защитных экранов
Выводы
При прохождении через вещество интенсивность рентгеновского
излучения уменьшается
Для защиты от рентгеновского излучения необходимо применять
слои плотных металлов типа Fe, Pb и др.
С увеличением толщины защитных слоев интенсивность
прошедшего через них излучения уменьшается
35

36.

Прохождение рентгеновского излучения
через вещество
НDD(mR/h)
/ H0
Н
DAl (мм)
НD (mR/h)
0
89
1
3
69
0,71
6
43
0,48
9
27,1
0,30
12
17,2
0,18
15
7,2
0,09
18
4,6
0,05
21
2,2
0,03
24
1,5
0,02
1
80
0,8
59 keV
60
0,6
40
0,4
20
0,2
00
00
33
66
99
12
12
15
15
18
18
21
21
24
24
D (mm)
С увеличением толщины защитных слоев
интенсивность прошедшего через них
излучения уменьшается
36

37.

Проникающая способность
рентгеновского излучения
Al - 36
15мм
9
12
18
21
24
мм
DAl (мм)
НD (mSv/h)
0
9,3
3
7,5
6
6,3
9
5,6
12
5,2
15
4,9
18
4,7
21
4,5
24
4,3
240 kV
С увеличением толщины защитных слоев
интенсивность прошедшего через них
излучения уменьшается
37

38.

Проникающая способность
рентгеновского излучения
НD /(mSv/h)
H0
10
1
8
0,8
6
0,6
4
0,4
0,22
DAl (мм)
НD (mSv/h)
0
9,3
1
3
0,81
7,5
6
0,68
6,3
9
0,60
5,6
12
0,56
5,2
15
0,53
4,9
18
0,51
4,7
21
0,49
4,5
24
0,48
4,3
240 kV
00
00
33
66
99
12
12
15
18
21
24
D (mm)
С увеличением толщины защитных слоев
интенсивность прошедшего через них
излучения уменьшается
38

39.

Проникающая способность
рентгеновского излучения
59 kV
240kV
НD / H0
1
59 kV
0,8
0,4
0,4
0,2
0,2
0
0
3
6
9
240 kV
0,68
0,6
0,48
0
0,81
0,8
0,71
0,6
НD / H0
1
12
15
18
21
24
D (mm)
0
3
6
9
12
15
18
21
Чем больше напряжение, подаваемое на рентгеновскую
трубку, тем больше проникающая способность
рентгеновского излучения
24
D (mm)
39

40.

Использование защитных экранов
Выводы
При прохождении через вещество интенсивность рентгеновского
излучения уменьшается
Для защиты от рентгеновского излучения необходимо применять
слои плотных металлов типа Fe, Pb и др.
С увеличением толщины защитных слоев интенсивность
прошедшего через них излучения уменьшается
Чем больше напряжение, подаваемое на рентгеновскую трубку, тем
больше проникающая способность рентгеновского излучения
40

41.

Защита от рентгеновского излучения
Al
Fe
НD / H 0
1
1
1
240 kV
0,8
0,8
0,6
0,4
0,6
0,2
Pb
НD Н/ DH/ H0 0
240 kV
240 kV
0,8
0
3
6
9
12
15
18
21
НD / H 0
240 kV
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
Al
0,4
0
1
0
24 D (mm) 0
3
6
9
12
15
18
21
0,2
0 Fe
24 D (mm) 0
3
6
9
12
15
18
21
24 D (mm)
Pb
0
0
3
6
9
12
15
18
21
24
D (mm)
41

42.

Защита от рентгеновского излучения
Al
Fe
НD / H0
Pb
240 kV
1
0,8
0,6
Al
0,4
НD / H0 0,5
Fe
0,2
НD / H0 0,33
Pb
НD / H0 0,1
0
0
3
6
9
12
15
18
21
24
D (mm)
Для защиты от рентгеновского излучения, имеющего
большую энергию фотонов, необходимо применять
толстые слои плотных металлов
42

43.

Использование защитных экранов
При прохождении через вещество интенсивность рентгеновского
излучения уменьшается
Для защиты от рентгеновского излучения необходимо применять
слои плотных металлов типа Fe, Pb и др.
С увеличением толщины защитных слоев интенсивность
прошедшего через них излучения уменьшается
Чем больше напряжение, подаваемое на рентгеновскую трубку, тем
больше проникающая способность рентгеновского излучения
Для защиты от рентгеновского излучения, имеющего большую
энергию фотонов, необходимо применять толстые слои
плотных металлов
43

44.

Использование защитных экранов в ТСТК, имеющих
в своем составе генерирующие ИИ
Защитные экраны
44

45.

Использование защитных экранов в ТСТК, имеющих
в своем составе генерирующие ИИ
1 мм свинца (пол и крыша кабины операторов)
2 мм свинца (стена кабины операторов)
5 мм свинца (стена технического помещения)
7 мм свинца (стена технического помещения)
50 мм свинца (детекторный отсек)
140 мм свинца (внешний экран детекторного отсека)
45

46.

Способы защиты от ионизирующих
излучений
Снижение мощности источника излучения
(интенсивности излучения) до минимально
необходимой величины.
Уменьшение продолжительности работы в зоне
повышенного излучения
Увеличение расстояния между источником
излучения и рабочим местом персонала
Использование защитных экранов между
источником излучения и местом расположения
персонала
46

47.

Способы защиты от ионизирующих
излучений
Спасибо за внимание !
47