Для расчета радиационной защиты необходимы следующие исходные данные:
- допустимая мощность дозы за защитой Р ;
g
- максимальная энергия ускоренных электронов Е , МэВ;
0
- средний ток электронов J , мА;
0
- атомный номер материала защиты Z;
- эффективный атомный номер материала мишени Z ;
м
- форма и размеры пучка излучения, взаимодействующего с
облучаемым объектом.
Расчет защиты сводится к определению пространственного распределения тормозного излучения, толщины радиационной защиты с использованием параметров ослабления излучения в защите, оценке прохождения излучения через технологические каналы, щели и неоднородности в защите.
Значения допустимой мощности дозы за защитой ускорителя в воздухе рассчитываются исходя из пределов дозы (ПД) для соответствующих категорий облучаемых лиц и возможной продолжительностью их пребывания в смежных помещениях или на прилегающих территориях с использованием соотношения:
3
10 х ПД 0,3 х ПД
Р = ---------------- = --------, мкГр/ч, (3.1)
g 2 х Т х n х 1700 Т х n
где:
3
10 - коэффициент перехода от эффективной дозы в мЗв в
поглощенную дозу в воздухе в мкГр:
ПД - предел дозы;
2 - коэффициент запаса;
Т - максимальная доля времени, проводимого людьми в данном помещении;
n - коэффициент сменности, учитывающий возможность двухсменной работы ускорителя при оценке возможной продолжительности облучения персонала группы Б и населения;
1700 - стандартизованная продолжительность работы ускорителя за год при односменной работе в часах.
В таблице 3.1 приведены рекомендуемые значения допустимой мощности дозы для некоторых помещений ускорителя.
Таблица 3.1
КАМЕРЫ (ПРОЦЕДУРНОЙ) УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ Р ДЛЯ
g
ПОМЕЩЕНИЙ И ТЕРРИТОРИИ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? Помещение, территория ? Т ? n ? ПД ? Р ?
? ? ? ? ? g ?
? ????????????????????????????????
? ?отн. ед.?отн. ед.?мЗв/г?мкГр/ч?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?Помещения постоянного пребывания ?1 ?1 ?20 ?6,0 ?
?персонала группы А ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?Помещения, смежные по вертикали и?1 ?1,2 ?5 ?1,3 ?
?горизонтали с рабочей камерой ? ? ? ? ?
?(процедурной) ускорителя, в ? ? ? ? ?
?которых имеются постоянные ? ? ? ? ?
?рабочие места персонала группы Б ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?Помещения, в которых имеются ?1 ?2 ?1 ?0,15 ?
?постоянные рабочие места лиц, не ? ? ? ? ?
?отнесенных к персоналу ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?Территория, прилегающая к ?0,25 ?2 ?5 ?3,0 ?
?наружным стенам здания ускорителя? ? ? ? ?
?в пределах его санитарно-защитной? ? ? ? ?
?зоны ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?Территория за пределами сани- ?1 ?2 ?1 ?0,15 ?
?тарно-защитной зоны ускорителя ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
Оценка мощности поглощенной дозы тормозного излучения в
воздухе с учетом углового распределения - Р (ТЕТА) (сГр х
0
кв. м/(мА х мин.) для различных материалов мишени в диапазоне
энергий ускоренных электронов от 0,2 до 100 МэВ может быть
проведена с помощью данных, приведенных в табл. 3.2 либо
полученных из нее интерполяцией по энергии и атомному номеру Z .
м
Расчет радиационной защиты проводится следующим образом:
1. По известным значениям Е и Z определяют по табл. 3.2
0 м
значения Р (ТЕТА) для J = 1 мА на расстоянии 1 м от мишени;
0 0
2. Определяют мощность дозы Р (R, ТЕТА) на расстоянии R (м) от
мишени для тока J (мА):
0
Р (ТЕТА) х J
0 0
Р (R, ТЕТА) = ---------------. (3.2)
2
R
3. Для заданной допустимой мощности дозы Р за защитой
g
определяют кратность ослабления:
Р (ТЕТА) х J
0 0
К (ТЕТА) = --------------. (3.3)
2
R х Р
g
4. С помощью данных табл. 3.3 - 3.5 для выбранного материала
защиты и определенной эффективной энергии излучения (Е ) находят
эф
необходимую толщину радиационной защиты. При этом эффективная
энергия тормозного излучения (для защиты из тяжелых материалов -
свинец и др.) определяется следующим образом:
2
Е = - Е при Е <= 1,7 МэВ,
эф 3 0
Е
0
Е = -- при 1,7 МэВ < Е <= 10 МэВ,
эф 2
Е
0
Е = -- при 10 МэВ < Е <= 100 МэВ.
эф 3
Кроме указанных расчетов в диапазоне энергий Е > 10 МэВ
0
необходимо учитывать влияние фотонейтронов. Учет влияния
фотонейтронов производится следующим образом:
1. По известной энергии и току ускоренных электронов для
тяжелой мишени (Та, W, Рb) определяют выход фотонейтронов по
формуле:
-4
Q = 1,5 х 10 х N х Е , нейтрон/(с х мА), (3.4)
0
где N - число электронов, взаимодействующих с мишенью, или с
помощью данных табл. 3.6.
2. Определяют плотность потока нейтронов на расстоянии R (м)
от мишени:
Q х J
0
Ф (R) = ---------------, нейтрон/(кв. см х с). (3.5)
2 4
4 пи х R х 10
3. Определяют кратность ослабления для нейтронов (К ):
н
К х Q х J
к 0
К = ----------------------, (3.6)
н 2 4
4 пи х R х 10 х Р
доп
где:
Р - допустимая мощность дозы для нейтронов;
доп
К - коэффициент качества для нейтронов.
к
4. Слой половинного ослабления в бетоне для фотонейтронов принимают равным 11 см.
По известной кратности ослабления и слою половинного ослабления определяют необходимую толщину радиационной защиты.
Таблица 3.2
СГР Х КВ. М/(МА Х МИН.)
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?ТЕТА ? Е , МэВ ?
?<*>, ? 0 ?
?град.?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 0,2 ? 0,3 ? 0,5 ? 0,7 ?
? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Материал мишени ?
? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Аl ? Fe ? Sn ? Au ? Al ? Fe ? Sn ? Au ? Al ? Fe ? Sn ? Au ? Al ? Fe ? Sn ? Au ?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?0 ?0,8 ?1,3 ?1,75?3,3 ?1,95?3,50?4,4 ?7 ?6,3 ?8,6 ?15 ?23 ?15,1?21,6?35 ?45,8?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?10 ?0,7 ?1,2 ?1,66?2,9 ?1,67?3,16?4,0 ?6,15?5,55?8,1 ?13,2?20 ?12,7?19,2?34,3?40,2?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?0,7 ?1,1 ?1,50?2,45?1,67?2,80?3,7 ?5,3 ?5,1 ?7,4 ?11,7?16,7?10,8?17,2?28,2?34,6?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?30 ?0,62?1,0 ?1,40?2,1 ?1,60?2,46?3,5 ?4,6 ?4,3 ?6,7 ?10,6?14,0?9,3 ?15,4?24,6?29 ?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?40 ?0,55?0,97?1,23?1,85?1,50?2,20?3,16?4,12?3,6 ?5,8 ?8,8 ?12,3?7,9 ?12,6?20,6?24,6?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?50 ?0,49?0,53?1,15?1,58?1,40?1,93?2,8 ?3,96?2,7 ?5,0 ?7,9 ?10,5?6,3 ?10,4?17,2?21 ?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?60 ?0,53?0,7 ?1,0 ?1,40?1,32?1,75?2,46?3,34?2,1 ?4,0 ?6,85?9,7 ?5,3 ?8,16?14 ?17,5?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?70 ?0,35?0,61?0,88?1,28?1,23?1,60?2,1 ?3,10?1,67?3,5 ?5,65?7,65?3,86?6,5 ?11,4?15,3?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?80 ?0,32?0,54?0,80?1,15?1,0 ?1,40?1,76?3,10?1,05?2,3 ?4,4 ?6,85?3,0 ?4,7 ?9,15?13 ?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?90 ?0,26?0,47?0,70?1,0 ?0,88?1,32?1,40?2,55?0,61?1,0 ?3,5 ?6,85?2,16?3,1 ?7 ?11,5?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?100 ?0,24?0,44?0,61?0,98?0,70?1,15?1,23?2,46?0,7 ?1,4 ?3,1 ?6,85?- ?- ?6,5 ?11,2?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?110 ?0,21?0,46?0,53?1,0 ?0,53?1,0 ?1,05?2,46?0,98?2,2 ?3,16?7,65?- ?- ?7,0 ?12,7?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?120 ?0,2 ?0,53?0,53?1,0 ?0,42?1,0 ?1,23?2,46?1,23?2,46?3,7 ?7,9 ?- ?- ?7,8 ?15 ?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?130 ?0,17?0,49?0,61?1,14?0,35?0,97?1,5 ?2,71?1,23?2,64?4,4 ?7,9 ?- ?- ?8,25?15,5?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?140 ?0,16?0,47?0,80?1,30?0,35?0,88?1,76?2,71?1,05?2,48?5,2 ?7,9 ?- ?- ?8,6 ?15,7?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?150 ?0,16?0,44?0,88?1,20?0,26?0,88?1,94?2,71?0,97?2,2 ?5,3 ?7,9 ?- ?- ?8,8 ?15,8?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?160 ?0,15?0,40?0,88?1,20?0,26?0,79?1,94?2,71?- ?- ?5,2 ?7,9 ?- ?- ?8,8 ?15,8?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?170 ?0,13?0,37?0,84?1,14?0,26?0,70?1,85?2,46?- ?- ?4,84?7,9 ?- ?- ?8,8 ?15,8?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?180 ?0,11?0,35?0,80?0,80?0,26?0,70?1,76?2,64?- ?- ?4,5 ?7,9 ?- ?- ?8,8 ?15,8?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?тормозного излучения из мишени. ?
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
Продолжение табл. 3.2
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?ТЕТА ? Е , МэВ ?
?<*>, ? 0 ?
?град.????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 1,0 ? 1,25 ? 1,5 ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Материал мишени ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Al ? Fe ? Au ? Sn ? Al ? Сu ? Au ? Al ? Сu ? Au ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?0 ?39,6 ?58 ?81,6 ?79 ?49,3 ?72 ?133,5?84,5 ?128 ?216,3?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?10 ?36,0 ?51 ?75,5 ?65 ?43 ?70,3 ?128 ?74 ?121,4 ?210,5?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?28,2 ?42,2?65 ?54,5?30,6 ?52 ?103 ?47,5 ?92,5 ?186 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?30 ?19,4 ?31,8?55,4 ?44,8?24,6 ?36 ?97,5 ?92,6 ?67 ?154 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?40 ?14,1 ?29,8?49,2 ?37,5?20,6 ?32,5 ?82,4 ?26,4 ?51 ?134 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?50 ?12,3 ?23 ?45 ?30,8?16,4 ?29 ?72,4 ?22,8 ?45,7 ?124 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?60 ?9,7 ?19,4?33,5 ?27,2?14,4 ?20,6 ?61,5 ?20,2 ?38,8 ?114 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?70 ?8,1 ?15 ?29 ?22,8?12,3 ?19,6 ?59,8 ?16,7 ?36 ?103 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?80 ?4,76 ?11,4?22 ?19,7?10,3 ?18,5 ?57 ?13,2 ?30,8 ?92,5 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?90 ?2,0 ?4,5 ?17 ?16,7?6,15 ?17,5 ?56,4 ?7,91 ?28,2 ?82,9 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?100 ?2,65 ?6,5 ?32,5 ?15,4?5,6 ?16,4 ?54,5 ?7,22 ?24 ?85 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?110 ?3,18 ?8,3 ?37 ?14,0?5,1 ?16 ?52,7 ?6,7 ?23 ?79,4 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?120 ?3,1 ?9,7 ?39,5 ?15,0?4,56 ?15,4 ?51,8 ?6,15 ?18,5 ?77,5 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?130 ?3,1 ?9,7 ?39 ?15,4?4,14 ?14,9 ?51,1 ?5,64 ?17,6 ?76,7 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?140 ?3,1 ?9,7 ?39 ?16,7?3,6 ?14,4 ?49,2 ?5,1 ?16,7 ?75,7 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?150 ?3,1 ?7,8 ?37,8 ?17,6?3,0 ?14,0 ?58,5 ?4,65 ?15 ?74 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?160 ?3,0 ?7,0 ?37,8 ?17,6?2,5 ?13,9 ?- ?4,1 ?- ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?170 ?3,0 ?7,0 ?37,8 ?17,7?2,5 ?13,8 ?- ?3,1 ?- ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?180 ?2,9 ?6,15?37,8 ?17,6?2,5 ?13,8 ?- ?2,55 ?- ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
Продолжение табл. 3.2
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?ТЕТА ? Е , МэВ ?
?<*>, ? 0 ?
?град.????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 1,75 ? 2 ? 2,8 ? 4 ? 8 ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Материал мишени ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Аl ? Сu ? Аи ? Аl ? Fe ? Au ? Al ? Fe ? Au ? Sn ? Sn ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?0 ?129 ?206 ?340 ?256 ?358 ?457 ?817 ?964 ?1070?2750 ?16100?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?10 ?103 ?164 ?266 ?194 ?274 ?408 ?520 ?670 ?856 ?1895 ?4720 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?68 ?126 ?237 ?125 ?203 ?312 ?285 ?437 ?625 ?1119 ?3330 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?30 ?53 ?103 ?203 ?85,5?138 ?245 ?170 ?306 ?484 ?875 ?2740 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?40 ?47,5 ?67 ?189 ?67 ?105 ?189 ?138 ?238 ?382 ?735 ?2180 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?50 ?41,5 ?56 ?165 ?59 ?85 ?157 ?85 ?171 ?300 ?620 ?1580 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?60 ?32,6 ?51 ?155 ?33 ?67 ?119 ?68 ?121 ?252 ?525 ?1190 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?70 ?25,6 ?41,4?144 ?19,4?53 ?86 ?51 ?86 ?202 ?429 ?880 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?80 ?19,4 ?34,4?134 ?16,7?32 ?60 ?34 ?51 ?118 ?314 ?590 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?90 ?16,9 ?28,2?128,4?11,4?29 ?49 ?26 ?31 ?110 ?273 ?440 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?100 ?13,5 ?25,5?119 ?13,2?31 ?119 ?31 ?33 ?134 ?392 ?660 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?110 ?11,4 ?22,8?108 ?13,2?25 ?103 ?35 ?53 ?168 ?318 ?540 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?120 ?10,6 ?20,3?103 ?12,5?25,5?113 ?35 ?70,5? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?130 ?9,7 ?18,5?98 ?8,3 ?25 ?108 ?17,6?70,5?202 ?234 ?415 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?140 ?8,3 ?17,7?93 ?7,3 ?23 ?103 ?17,6?53 ?202 ?205 ?375 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?150 ?7,2 ?16,7?28 ?7,2 ?18,5?- ?17,6?53 ?185 ?182 ?345 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?160 ?6,15 ? ? ? ? ? ? ? ? ?169 ?325 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?170 ?5,7 ? ? ? ? ? ? ? ? ?145 ?307 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?180 ?5,2 ? ? ? ? ? ? ? ? ?133 ?295 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
Продолжение табл. 3.2
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?ТЕТА ? Е , МэВ ?
?<*>, ? 0 ?
?град.????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 10 ? 30 ? 60 ? 100 ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Материал мишени ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????
? ? W ? W ? W ? W ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 4 ? 6 ? 6 ? 7 ?
?0 ?4,77 х 10 ?1 х 10 ?6,82 х 10 ?1,19 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 4 ? 5 ? 5 ? 5 ?
?10 ?1,68 х 10 ?1,86 х 10 ?5,05 х 10 ?8,75 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 3 ? 4 ? 5 ? 5 ?
?20 ?8,12 х 10 ?8,05 х 10 ?1,8 х 10 ?2,35 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 3 ? 4 ? 4 ? 4 ?
?30 ?5,26 х 10 ?3,9 х 10 ?6,27 х 10 ?8,74 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 3 ? 4 ? 4 ? 4 ?
?40 ?3,34 х 10 ?2,18 х 10 ?2,92 х 10 ?5,95 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 3 ? 4 ? 4 ? 4 ?
?50 ?2,2 х 10 ?1,38 х 10 ?1,64 х 10 ?4,2 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? 3 ? 3 ? 3 ? 4 ?
?60 ?1,28 х 10 ?9,4 х 10 ?8,7 х 10 ?3,5 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?70 ? ?5,57 х 10 ?5,87 х 10 ?3,14 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?80 ? ?2,34 х 10 ?2,34 х 10 ?2,96 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?90 ? ?1,0 х 10 ?1,45 х 10 ?2,76 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 2 ? 4 ?
?100 ? ?1,49 х 10 ?9,0 х 10 ?2,58 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?110 ? ?1,75 х 10 ?1,22 х 10 ?2,16 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?120 ? ?1,75 х 10 ?1,19 х 10 ?1,85 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?130 ? ?1,75 х 10 ?1,15 х 10 ?1,5 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?140 ? ?1,62 х 10 ?1,13 х 10 ?1,39 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 3 ? 3 ? 4 ?
?150 ? ?1,45 х 10 ?1,11 х 10 ?1,22 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? ? ? 4 ?
?160 ? ? ? ?1,18 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? ? ? 4 ?
?170 ? ? ? ?1,0 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? ? ? ? 3 ?
?180 ? ? ?9,7 х 10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
Таблица 3.3
КРАТНОСТЕЙ ОСЛАБЛЕНИЯ К
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? К ? Е , МэВ ?
? ? эф ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? ?0,1 ?0,2 ?0,3 ?0,4 ?0,5 ?0,6 ?0,7 ?0,8 ?0,9 ?1,0 ?1,5 ?2,0 ?3,0 ?4,0 ?6,0 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?10 ?7,2 ?13,5?19,0?22,5?25,8?26,8?27,6?28,4?29,1?29,9?34,0?37,6?43,4?47,5?51,6?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?8,2 ?15,3?21,4?25,8?29,9?31,9?33,6?35,0?36,2?37,0?42,5?47,5?54,0?58,7?64,6?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?50 ?9,9 ?18,8?25,1?30,8?35,0?37,6?39,4?41,2?42,8?44,6?51,0?58,1?66,9?72,8?81,6?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?100 ?11,2?21,1?28,9?35,2?39,9?43,0?45,3?47,2?48,8?50,5?58,3?65,7?77,5?84,5?95,1?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?13,8?26,0?36,0?43,9?50,5?54,5?57,3?59,8?62,5?64,6?74,8?84,5?101 ?110 ?124 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?15,5?28,2?39,2?48,1?55,2?59,2?52,5?65,3?67,3?70,4?81,7?87,6?110 ?121 ?138 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?18,8?33,1?45,6?56,4?65,2?70,0?74,0?77,0?80,2?82,8?97 ?111 ?133 ?147 ?167 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?20,1?35,2?48,5?60,3?69,3?74,5?79,1?82,9?86,2?89,2?104 ?119 ?143 ?157 ?179 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?23,3?42,3?56,4?68,6?79,0?84,7?88,7?93,4?97,9?102 ?120 ?136 ?165 ?181 ?207 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?30,5?50,5?64,6?75,1?82,8?89,0?93,5?98,1?102 ?107 ?127 ?144 ?174 ?191 ?218 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?44,8?61,5?73,7?83,7?92,5?99,3?104 ?110 ?115 ?122 ?142 ?162 ?196 ?215 ?247 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?49,3?66,4?79,8?89,8?97,0?104 ?114 ?114 ?120 ?124 ?150 ?171 ?205 ?225 ?261 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?59,4?79,7?91,6?101 ?107 ?114 ?120 ?126 ?132 ?137 ?166 ?189 ?227 ?250 ?288 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?64,0?84,9?95,7?106 ?111 ?119 ?125 ?130 ?136 ?142 ?173 ?197 ?236 ?259 ?299 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
Таблица 3.4
ТОЛЩИНА ЗАЩИТЫ ИЗ ЖЕЛЕЗА (СМ) ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ
КРАТНОСТЕЙ ОСЛАБЛЕНИЯ К
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? К ? Е , МэВ ?
? ? эф ?
? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? ?0,1 ?0,2 ?0,3 ?0,4 ?0,5 ?0,6 ?0,7 ?0,8 ?0,9 ?1,0 ?1,5 ?2,0 ?3,0 ?4,0 ?5,0 ?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?10 ?2,1 ?3,4 ?4,5 ?5,4 ?6,2 ?6,8 ?7,3 ?7,8 ?8,2 ?8,5 ?10,0?11,0?12,2?12,5?12,7?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?2,6 ?4,3 ?5,5 ?6,6 ?7,5 ?8,3 ?8,9 ?9,5 ?10,0?10,5?12,2?13,7?15,3?16,0?16,4?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?50 ?3,1 ?5,1 ?6,9 ?8,2 ?9,3 ?10,2?11,2?12,0?12,7?13,4?15,5?17,1?19,3?20,2?21,2?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?100 ?3,8 ?5,9 ?7,5 ?9,0 ?10,2?11,2?12,2?13,1?14,0?14,7?17,6?19,7?22,3?23,4?24,6?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?4,6 ?7,4 ?9,6 ?11,6?13,4?14,7?15,8?16,9?17,7?18,6?22,5?25,4?29,1?30,7?32,3?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?5,0 ?8,0 ?10,5?12,7?14,7?16,2?17,5?18,6?19,5?20,4?24,6?28,0?31,9?33,7?35,6?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?6,7 ?10,2?13,0?15,5?17,6?19,2?20,7?22,1?23,3?24,4?29,4?33,4?38,2?40,3?43,2?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?7,4 ?11,1?14,0?16,6?18,8?20,7?22,2?23,6?24,9?26,2?31,4?35,8?41,0?43,2?46,5?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?8,3 ?12,6?16,0?19,0?21,6?23,5?25,5?27,5?28,5?30,0?36,3?41,2?47,2?49,9?53,9?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?8,5 ?13,1?16,9?20,0?22,7?25,0?26,9?28,6?30,3?31,8?38,2?43,5?50,0?53,0?57,8?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?9,3 ?14,3?18,5?22,1?25,5?27,9?30,1?32,0?33,8?35,5?42,6?48,8?56,1?60,0?64,4?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?9,9 ?15,4?19,9?23,6?26,7?29,2?31,5?33,5?35,4?37,1?44,6?51,0?58,8?63,0?67,5?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?10,9?16,8?21,8?25,9?29,4?32,4?34,8?37,0?39,0?40,8?49,1?56,3?65,1?70,0?76,2?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?11,6?17,7?22,8?27,0?30,5?33,5?36,1?38,4?40,5?42,4?51,1?58,6?67,8?72,8?78,0?
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
Таблица 3.5
ТОЛЩИНА ЗАЩИТЫ ИЗ СВИНЦА (СМ) ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ
КРАТНОСТЕЙ ОСЛАБЛЕНИЯ К
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? К ? Е , МэВ ?
? ? эф ?
? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? ?0,1?0,2?0,3?0,4 ?0,5 ?0,6 ?0,7 ?0,8 ?0,9 ?1,0 ?1,5 ?2,0 ?3,0 ?4,0 ?6,0 ?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?10 ?0,3?0,6?0,9?1,3 ?1,6 ?2,1 ?2,6 ?3,1 ?3,5 ?3,8 ?5,1 ?5,9 ?6,5 ?6,4 ?5,5 ?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?0,3?0,6?1,1?1,5 ?2,0 ?2,6 ?3,3 ?3,9 ?4,4 ?4,9 ?6,6 ?7,6 ?8,3 ?8,2 ?7,1 ?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?50 ?0,4?0,9?1,4?1,95?2,6 ?3,3 ?4,0 ?4,6 ?5,3 ?6,0 ?8,2 ?9,6 ?10,6?10,5?9,2 ?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?100 ?0,5?1,0?1,6?2,3 ?3,0 ?3,9 ?4,7 ?5,5 ?6,3 ?7,0 ?9,7 ?11,3?12,2?12,1?10,9?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?0,7?1,4?2,2?3,1 ?4,0 ?5,1 ?6,1 ?7,2 ?8,2 ?9,2 ?12,9?15,0?16,3?16,1?14,9?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?0,7?1,5?2,4?3,3 ?4,4 ?5,7 ?7,0 ?8,1 ?9,2 ?10,2?14,1?16,5?18,0?17,8?16,5?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?0,9?1,9?3,0?4,2 ?5,5 ?7,0 ?8,5 ?9,9 ?11,2?12,4?17,0?19,8?21,9?21,7?20,3?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?1,1?2,1?3,3?4,6 ?5,9 ?7,5 ?9,1 ?10,6?12,0?13,3?18,3?21,3?23,5?23,4?22,0?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?1,2?2,4?3,7?5,2 ?6,9 ?8,7 ?10,5?12,3?14,0?15,6?21,4?24,7?27,3?27,2?25,8?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?1,2?2,4?3,8?5,4 ?7,2 ?9,2 ?11,1?13,0?14,8?16,5?22,7?26,2?28,9?28,9?27,5?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?1,4?2,8?4,4?6,1 ?8,2 ?10,2?12,3?14,4?16,5?18,5?25,5?29,5?32,7?32,7?31,4?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?1,5?3,0?4,7?6,5 ?8,7 ?10,9?13,1?15,3?17,5?19,9?26,8?31,0?34,3?34,4?33,0?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?5 х 10 ?1,6?3,3?5,3?7,3 ?9,6 ?12,1?14,7?17,2?19,5?21,6?29,7?34,3?38,1?38,3?36,8?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
? 7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?10 ?1,7?3,4?5,4?7,6 ?10,1?12,6?15,2?17,8?20,3?22,5?31,2?35,8?29,7?39,9?38,4?
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
Таблица 3.6
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?Е ,? -4 ?
? 0 ? N х 10 фотонейтрон/электрон ?
?МэВ??????????????????????????????????????????????????????????????
? ? Сu ? Сu ? Та ? Рb ?
? ?(50 г/кв. см) ?(12,7 г/кв. см)?(12,5 г/кв. см)?(23 г/кв. см)?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?11 ?- ?- ?- ?1,5 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?12 ?- ?- ?0,6 ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?15 ?0,8 ?0,4 ?3,5 ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?19 ?- ?- ?- ?22 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?6 ?3 ?13 ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?28 ?21 ?8 ?- ?46 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?30 ?- ?- ?40 ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?34 ?33 ?13 ?- ?79 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?35 ?- ?14 ?- ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?100?- ?- ?100 ?- ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
Для удаления образующихся в рабочей камере ускорителя теплоизбытков в ней должны быть обеспечены следующие минимальные кратности воздухообмена (см. табл. 4.1)
Таблица 4.1
МИНИМАЛЬНЫЕ КРАТНОСТИ ВОЗДУХООБМЕНА
В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ УСКОРИТЕЛЯ
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? Объем рабочей камеры, ?до 100?100 - 500?500 - 1000?свыше 1000?
? куб. м ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?Кратность воздухообмена, ?15 ?10 ?5 ?2 ?
? -1 ? ? ? ? ?
?ч ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
При обеспечении приведенных кратностей воздухообмена в
рабочей камере во время работы ускорителя в большинстве случаев
концентрации образующихся вредных для человеческого организма
веществ значительно превышают предельно допустимые их концентрации
(ПДК). Поэтому после выключения ускорителя для обеспечения
безопасности персонала вводится запретный период (Т ).
запр
Запретный период в общем случае следует определять по формуле:
С
i
ln -----------
ПДК (ДКа )
i i
запр К + лямбда
кам i
где:
С - концентрация i-го токсичного (радиоактивного) вещества в
i
рабочей камере в момент прекращения облучения, мг/м (Ки/куб. м);
ПДК - предельно допустимая концентрация i-го токсичного
i
вещества, мг/куб. м;
ДКа - допустимая концентрация i-го радиоактивного вещества,
i
Ки/куб. м;
К - кратность воздухообмена в рабочей камере ускорителя,
кам
-1
ч ;
лямбда - коэффициент, характеризующий химическую (или
i
ядерную) нестойкость токсичного (радиоактивного) вещества после
-1
прекращения облучения, ч .
В результате радиолиза воздуха образуются озон и окислы азота, являющиеся постоянно сопутствующими факторами опасности при работе ускорителя.
Однако, ввиду того, что при работе ускорителей токсичность продуктов радиолиза воздуха определяется в основном образующимся озоном (ПДК озона в 50 раз ниже ПДК окислов азота), все расчеты вентиляции должны основываться на обеспечении снижения концентрации озона.
Продукты радиолиза воздуха на установках с ускорителями электронов образуются лишь в зоне пучка ускоренных электронов. Затем они распространяются в объеме всей камеры (за счет перемешивания воздуха).
Концентрация озона в зоне действия пучка электронов рассчитывается по формуле:
С J -(лямбда + К ) t
зо 0 рад зо зо
С = --------------------- [1 - е ], мг/куб. м, (4.2)
оз S (лямбда + К )
зо рад зо
где:
зо
С - концентрация озона в зоне облучения (в пучке
оз
электронов) во время работы ускорителя;
7
С = 4,2 х 10 - коэффициент пропорциональности;
0
t - время нахождения воздуха в зоне облучения (в пучке
зо
электронов), ч;
J - ток пучка электронов, А;
S - площадь поперечного сечения зоны облучения (развертки),
зо
кв. м;
К - кратность воздухообмена в зоне облучения (в пучке),
зо
-1
ч ;
лямбда - коэффициент, учитывающий радиационную нестойкость
рад
озона, величина которого зависит от мощности поглощенной дозы и
рассчитывается по формуле:
-2 0,6 -1
лямбда = 1,6 х 10 х Р , ч . (4.3)
рад
Мощность поглощенной дозы ускоренных электронов в воздухе
рассчитывается по формуле:
10 dE J d
Р = 3,6 х 10 (--) ---, сГр/ч, (4.4)
dX ион S
dE
где (--) - ионизационные потери, МэВ х кв. см /г (см.
dX ион
табл. 4.2).
Таблица 4.2
ИОНИЗАЦИОННЫЕ ПОТЕРИ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ УСКОРЕННЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ РАЗЛИЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? Е , МэВ ?0,2 ?0,3 ?0,4 ? 0,6 ? 0,8 ? 1,0 ?1,5 ?
? 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? dE МэВ х кв. см ?2,46 ?2,08 ?1,90 ?1,74 ?1,70 ?1,66 ?1,66 ?
?(--) , ------------ ? ? ? ? ? ? ? ?
? dX ион г ? ? ? ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? Е , МэВ ? 2 ? 3 ? 4 ? 6 ? 8 ? 10 ? 20 ?
? 0 ? ? ? ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? dE МэВ х кв. см ?1,68 ?1,74 ?1,79 ?1,88 ?1,93 ?1,98 ?2,13 ?
?(--) , ------------ ? ? ? ? ? ? ? ?
? dX ион г ? ? ? ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? Е , МэВ ? 30 ? 40 ? 60 ? 80 ? 100 ?
? 0 ? ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? dE МэВ х кв. см ?2,22 ?2,29 ?2,38 ?2,45 ?2,50 ?
?(--) , ------------ ? ? ? ? ? ?
? dX ион г ? ? ? ? ? ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
Для наиболее эффективного удаления образующихся вредностей целесообразно устанавливать местные отсосы вблизи мест образования этих вредностей.
При эксплуатации ускорителя с индивидуальной радиационной защитой продукты радиолиза воздуха образуются в небольшом объеме. В этом случае важно предотвратить распространение этих вредностей в пультовую и другие помещения, где постоянно находится персонал. Для этого производительность местного отсоса из зоны облучения должна быть такой, чтобы он обеспечил скорость движения воздуха в местах подсосов (вход и выход транспортера в зону облучения, щели и т.п.) не менее 0,5 м/с. Обычно это условие соблюдается при производительности местного отсоса 500 - 1000 м/ч.
Существует несколько вариантов местной вентиляции из зоны облучения, а именно, отсос воздуха:
- на уровне действия пучка электронов по краю развертки его (с одной или обеих сторон технологического канала);
- с обеих сторон ускорителя на выходе и входе технологического канала в зону облучения;
- сверху радиационной защиты (индивидуальная защита ускорителей играет роль затяжного зонта). Ускоритель может быть введен в действие лишь при включении местной вентиляции. Система местного отсоса из зоны облучения должна работать от отдельного вентилятора. Вентилятор должен быть вынесен за пределы помещения.
Ввиду малого объема зоны облучения на ускорителе электронов с индивидуальной защитой снижение концентрации газообразных продуктов радиолиза или активации в технологическом канале до ПДК (ДКа) при работающем отсосе происходит практически за несколько секунд после выключения ускорителя, поэтому понятие запретного периода в данном случае теряет практический смысл.
Выброс воздуха, не содержащего кроме продуктов его радиолиза (озона и окислов азота) никаких других токсичных или радиоактивных веществ компонентов, в атмосферу может производиться без предварительной очистки.
При наличии воздухообмена в зоне облучения образование озона и его распространение в объеме камеры при включенном ускорителе происходит непрерывно. Причем концентрация озона в воздухе зависит от организации вентиляции, объема камеры, места расположения ускорителя в рабочей камере, направления пучка электронов по отношению к направлению движения воздушных потоков. Поэтому концентрацию озона в воздухе рабочей камеры ускорителя можно рассчитать точно, лишь исходя из конкретных условий, перечисленных выше.
Линейная скорость движения воздуха в рабочей камере будет равна:
v = К х l, м/ч, (4.5)
изм
-1
где К - кратность воздухообмена в рабочей камере, ч ;
изм
l - длина камеры, м.
В случае, когда пучок электронов направлен перпендикулярно направлению движения воздуха в рабочей камере, время нахождения каждой порции воздуха в пучке электронов составит:
___
\/S
а зо
t = - = ------, ч, (4.6)
зо v К l
изм
где а - средняя ширина сечения пучка электронов, м.
Тогда кратность воздухообмена в зоне облучения составит:
1 К х l
кам -1
К = --- = --------, ч .
зо t ___
зо \/S
зо
Таким образом определяются все параметры
(t ; К ; лямбда ), необходимые для расчета концентрации озона
зо зо рад
в зоне пучка электронов.
Количество озона, образующегося за 1 ч, будет равно:
зо зо
Q = С V К = С d S К , мг/ч. (4.7)
оз оз зо зо оз зо зо
За 1 ч через рабочую камеру проходит L куб. м воздуха:
L = V х К , куб. м/ч. (4.8)
изм изм
Концентрация озона в воздухе камеры при установившемся режиме
будет равна:
7
Q 4,2 х 10 J d К -(лямбда + К ) t
кам оз зо рад зо зо
оз L (лямбда + К ) V К
рад зо кам кам
Для охлаждения фольги выходного окна ускорителя ее обдувают
струей сжатого воздуха с расходом около 100 куб. м/ч. Практически
весь этот воздух проходит через пучок ускоренных электронов.
Каждая порция воздуха будет находиться в зоне облучения около
-1
1 секунды (f = 0,0003 ч, К = 3600 ч ). Подставляя значения
зо зо
t и К в формулу (4.9), можно рассчитать концентрацию озона.
зо зо
На ускорителях электронов высоких энергий (более 10 МэВ)
происходит активация облучаемых компонентов среды и материалов по
реакциям (y, n), (y, р) и существует опасность внутреннего
облучения персонала за счет активирования компонентов воздуха.
14 13 16 15
Так, энергетический порог реакций N (y, n) N и О (y, n) О
составляет 10,6 и 15,7 МэВ, соответственно.
Концентрация радиоактивного газа в воздухе зоны облучения во
время работы ускорителя может быть рассчитана по формуле:
0,693
-(К + -----) t
С' Е J d К зо Т зо
0 0 зо 1/2
С = ----------------------- [1 - е ], Ки/куб. м, (4.10)
А 0,693
(К + -----) V К
зо Т кам кам
1/2
где:
С' - постоянная скорости образования радиоактивного газа в
0
Ки
воздухе (---------------). Зависимость С' от энергии электронов
ч х МэВ х А х м 0
приведена на рис. (не приводится);
Т - период полураспада образующегося радиоизотопа;
1/2
Е - энергия электронов, МэВ.
0
В табл. 4.3 приведены значения запретного периода входа в
рабочую камеру ускорителя, рассчитанные по приведенным в данном
приложении формулам для J = 1 мА, кратность воздухообмена в камере
-1
К = 25 ч , объем камеры V = 560 куб. м, d = 5 м. Расчет
кам кам
13 15
проводился, исходя из образования озона, N и О.
Таблица 4.3
??????????????????????????????????????????????????????????????????
? Е , МэВ ? Т , мин. ?
? 0 ? запр ?
? ?????????????????????????????????????????????????????
? ? ? 13 ? 15 ?
? ? озон ? N ? О ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?10 ?7 ?0 ?0 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?15 ?7 ?3 ?0 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?20 ?7 ?5,5 ?2 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?25 ?7 ?7 ?5 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?30 ?7 ?9 ?7 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
?35 ?7 ?11 ?10 ?
??????????????????????????????????????????????????????????????????
При энергиях электронов до 30 МэВ расчет запретного периода следует вести по озону, а при энергиях свыше 30 МэВ - по накоплению радиоактивных газов.
Если запретный период, обусловленный необходимостью снижения
мощности дозы излучения от активированных конструкционных
материалов и объектов облучения до допустимого уровня (Т ),
запр
превышает Т , рассчитанный по формуле 4.1, то запретный период
запр
акт
определяется Т .
запр
-3
Пример. Ускоритель электронов (Е = 90 МэВ, I = 10 А)
0
размещен в рабочей камере объемом V = 600 куб. м, с кратностью
кам
-1
воздухообмена К = 10 ч . Расстояние от выходного окна
кам
ускорителя до мишени d = 5 м, средняя площадь развертки пучка
электронов S = 0,05 кв. м. Определить запретный период входа
зо
персонала в рабочую камеру.
Решение:
а) Рассчитаем запретный период, исходя из образования озона.
кам
С
оз
ln ----
ПДК
оз оз
Т = ----------------,
запр К + лямбда
кам ким
лямбда - коэффициент, учитывающий химическую нестойкость
ким
-1
озона после отключения ускорителя (лямбда = 1,2 ч ), не
ким
зависит от условий облучения.
7
4,2 х 10 J d К
кам оз
С = ---------------------------;
оз (лямбда + К ) V К
рад оз кам кам
3 ____
К l К \/V
кам кам кам кам 10 х 8,5 -1
К = --------- = ------------ = -------- = 370 ч .
зо ___ ___ 0,23
\/S \/S
зо зо
1
Тогда t = --- = 0,0027 ч.
зо 370
-2 0,6 -1
лямбда = 1,6 х 10 Р , ч ;
рад
-3
10 dE Y 10 10
Р = 3,6 х 10 (--) --- = 3,6 х 10 х 2,22 х ---- = 1600 М ;
dX ион S 0,05 рад/час
зо
-2 9 0,6 -1
лямбда = 1,6 х 10 (1,6 х 10 ) = 5330 ч ;
рад
7 -3
кам 4,2 х 10 х 10 х 5 х 370 -(5330 + 370) х 0,0027
С = --------------------------- [1 - е ] = 2,3 мг/куб. м;
оз (5330 + 370) х 600 х 10
ln 2,3
------
оз 0,1 ln 23 3,13
Т = -------- = ----- = ---- = 0,28 ч = 17 мин.
запр 10 + 1,2 11,2 11,2
б) Рассчитаем запретный период, исходя из образования
радиоактивных газов.
При энергии электронов 30 МэВ преобладающим является
15 13
образование О (по сравнению с образованием N - см. рис. 4.1
(не приводится)).
15 -6
Для О величина Т = 2 мин., ДК = 1 х 10 Ки/куб. м.
1/2 А
13 -6
Для N величина Т = 10 мин., ДК = 2 х 10 Ки/куб. м.
1/2 А
0,693
-(К + -----) t
С' Е J d К зо Т зо
кам 0 0 зо 1/2
С = ----------------------- [1 - е ] =
15 0,693
0 (К + -----) V К
зо Т кам кам
1/2
0,693
-3 -(370 + ----- 0,0027)
150 х 30 х 10 х 5 х 370 0,033
= ------------------------- [1 - е ] =
0,693
(370 + -----) х 600 х 10
0,033
-3
= 2,2 х 10 , Ки/куб. м;
-3
2,2 х 10
ln ----------
15 -6
щ 1 х 10 ln 2200
Т = ------------- = ------- = 0,247 ч = 15 мин.
запр 10 + 21 31
15
в) Учитывая более длительный по сравнению с О период
13 13
полураспада N, снижение концентрации изотопа N после
отключения ускорителя будет происходить гораздо медленнее, т.к.
основную роль в снижении его концентрации будет играть кратность
15
воздухообмена, а не распад нуклида, как в случае О:
0,693
-(К + -----) t
С' Е J d К зо Т зо
кам 0 0 зо 1/2
С = ------------------------ [1 - е ] =
13 0,693
N (К + -----) V К
зо Т кам кам
1/2
0,693
-3 -(370 + ----- х 0,0027)
40 х 30 х 10 х 5 х 370 0,167
= ------------------------ [1 - e ] =
0,693
(370 + -----) х 600 х 10
0,167
-3
= 0,47 х 10 Ки/куб. м;
-3
0,47 х 10
ln -----------
13 -6
N 2 х 10 ln 235
Т = -------------- = ------ = 0,385 ч = 23 мин.
запр 10 + 4,15 14,15
Сравнивая полученные величины Т , видим, что наибольшее
запр
13
значение его определяется образованием N. Поэтому Т
запр
принимаем равным 23 мин.
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/metodicheskie-ukazaniya/16/mu_2_81002.html
На правах рекламы:
|