Образцы задач для самостоятельной работы студентов на занятии
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5
Тема: «РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ И ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТЫ ОТ ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ»
1. Цель работы:
Овладеть расчетными методами оценки радиационной опасности и параметров защиты от внешнего облучения при работе с источниками β-, γ- и рентгеновского излучения.
Исходные знания и умения
2.1.Знать:
2.1.1. Физические основы радиации.
2.1.2. Действие ионизирующих излучений на живые организмы.
2.1.3. Методы противорадиационной защиты, основанные на физических законах послабления ионизирующих излучений.
2.1.4. Основы законодательства по радиационной гигиене.
2.2.Уметь:
2.2.1. Выполнять математические расчеты, пользоваться при расчетах микрокалькуляторами или персональными компьютерами.
2.2.2. Пользоваться справочно-нормативными материалами.
Структура и содержание занятия
Пользуясь расчетными методами определения уровня внешнего облучения и параметров противорадиационной защиты, студенты самостоятельно выполняют задания для самоподготовки (п.5) и решают ситуационные задачи по гигиенической оценке условий труда персонала, работающего с радионуклидами, и формулируют соответствующие заключения и рекомендации. При необходимости консультируются у преподавателя. Ситуационные задачи приведены в п.6. Необходимые для решения учебные инструкции и нормативно-справочные материалы приведены в приложениях 1, 2, 3, 4, 5. Задания для самоподготовки и задачи решают, оформляют как контрольную работу, на отдельных листах с последующей проверкой преподавателем с выставлением оценки или рейтинга в протокольной тетради, как обычная самостоятельная работа.
Оснащение занятия
1. Таблицы:
‑ Физические характеристики радионуклидов;
‑ Максимальный пробег бета-частиц в разных средах в зависимости от энергии;
‑ Толщина защиты из свинца в зависимости от кратности ослабления и энергии гамма-излучения;
‑ Толщина защиты из железа и бетона от гамма-излучения;
‑ Толщина защиты из свинца от рентгеновского излучения;
‑ Свинцовые эквиваленты разных строительных материалов.
2. Гигиеничные нормативы (лимиты доз, допустимые уровни) ионизирующих излучений.
3. Образцы задач для самостоятельной работы студентов.
Задания для самоподготовки
5.1. Объясните, как изменится доза облучения при увеличении активности источника в 2, 4, 8 раз; продолжительности работы в 2, 4, 8 раз; расстояния в 2, 4, 8 раз.
5.2. Объясните, как в условиях радиологического отделения больницы реализуется защита количеством, временем, расстоянием (законодательно и организационно-технически).
5.3. Перечислите, какие материалы могут быть использованы для изготовления экранов, которые обеспечивают защиту от разных видов излучения (β-, γ- и рентгеновского).
5.4. В виде открытого источника излучения работники отделения радионуклидной диагностики планируют использовать итрий-90, который является источником β-излучения (период полураспада ‑ 2,7 суток, максимальная энергия β-излучения ‑ 2,26 МэВ). Активность на рабочем месте – 10 кБк, продолжительность работы – 2 часа в сутки. Дайте характеристику радиационной опасности при работе с этим радионуклидом. Сделайте предложения по организации противорадиационной защиты, рассчитайте необходимую толщину защитного экрана из органического стекла.
Образцы задач для самостоятельной работы студентов на занятии
Задача 1.Эталонный препарат из стронция-90 активностью 10 мКи (370 кБк) используется на протяжении 4 часов рабочего дня 5-дневной рабочей недели в ремонтной лаборатории дозиметрических приборов. Определите толщину защитного экрана из органического стекла для безопасной работы с эталоном.
Задача 2.Радиоактивный фосфор-32 с активностью 40 мКи (1,48 МБк) сохраняется в стеклянном флаконе с толщиной стенок 3 мм. Обеспечивает ли флакон защиту от бета-облучения? Если нет, то какая толщина стенок флакона должна быть.
Задача 3.Рассчитайте дозу внешнего облучения, создаваемого радиоактивным цезием-137, активность которого 10 мКи (370 кБк) на расстоянии 0,5 м при работе на протяжении 20 часов в неделю.
Задача 4.Рассчитайте количество радиоактивного йода-131 (в мКи или кБк), с которой можно работать без защитного экрана и манипуляторов на протяжении 25 часов в неделю. Рабочее расстояние R = 50 см.
Задача 5.В радиоизотопной лаборатории при проверке и градуировании приборов предполагается использование эталонного источника гамма-излучения кобальта-60 активностью 30 мКи (10,1 МБк).
Определить: 1) расстояние, которое обеспечивает безопасность работы с источником на протяжении половины рабочего времени (15 часов в неделю);
2) толщину защитного экрана из свинца, позволяющего работать с этим источником на расстоянии длины предплечья от источника (40 см);
Задача 6.В радиологическом отделении больницы планируется использование радиоактивного йода-131 для диагностики и лечения тиреотоксикозов. Предполагаемая продолжительность работы с этим изотопом - 3 часа ежедневно. Максимальная активность на рабочем месте 30 мКи (10,1 МБк). Определите два варианта рекомендаций, которые бы обеспечили безопасность персонала от внешнего облучения.
Задача 7.Предполагается, что источник гамма-излучения цезий-137, активность которого 10 кюри (37 ГБк), в защитном контейнере из свинца будет постоянно находиться в радиоизотопной лаборатории на расстоянии 3 м от рабочих мест персонала. Будет ли обеспечена при этом безопасность работающих в лаборатории.
Задача 8.Для внутритканевой радиометрии опухолей планируется использование 10 игл из кобальта-60 активностью 20 мКи (740 кБк) каждая. Иглы сохраняются в свинцовом контейнере, откуда их процедурная сестра вынимает корнцангом и вводит больным. Рабочее расстояние при введении R=0,5 м (длина предплечья и корнцанга). Продолжительность процедуры ‑ 3 часа ежедневно при 5-дневной рабочей неделе.
Рассчитайте толщину защитного экрана из свинца, который обеспечивал бы безопасные условия работы медсестры.
Задача 9.Определите необходимую толщину экрана из просвинцованной резины плотностью 3,3 г/см3 перед рабочим местом врача-рентгенолога в рентгеновском кабинете. Анодный ток на рентгентрубке 2 мА, напряжение 100 кв. Расстояние рабочего места рентгенолога от фокуса рентгентрубки равняется 170 см.
Задача 10.Достаточна ли защитная эффективность стены между процедурной рентгенкабинета и сопредельной лабораторией, состоящей из ½ полнотелого кирпича (12 см) и 4 см обычной штукатурки? Расстояние от фокуса рентгеновской трубки к точке за стеной - 2,5 м. Анодный ток на трубке 3 мА, напряжение 250 кв.
Вопросы для самоподготовки
7.1. Качественные и количественные характеристики радионуклидов (виды ядерных преобразований и виды излучений, которые их сопровождают, период полураспада, активность, γ-эквивалент, единицы измерения).
7.2. Основные качественные и количественные характеристики ионизирующих излучений (их вид, энергия, проникающая способность, ионизирующая способность, поглощенная доза, поглощенная в воздухе доза, плотность потока частиц, эквивалентная доза, эффективная доза, мощность поглощенной в воздухе дозы, единицы измерения).
7.3. Виды радиационного влияния (внешнего и внутреннего облучения) на организм; условия, от которых они зависят. Закрытые и открытые источники ядерных излучений.
7.4. Лимит доз внешнего и внутреннего облучения. НРБ –99/2009.
7.5. Методы и средства защиты от внешнего и внутреннего облучения санитарно-гигиенического характера, их организационные и технические решения.
7.6. Методы защиты от внешнего облучения, основанные на физических законах его ослабления (защита количеством, временем, расстоянием, экранированием), их законодательные и организационно-технические основы.
7.7. Принципы, положенные в основу выбора материала и расчета толщины
защитных экранов от β-, γ- и рентгеновского излучения.
7.8. Значение расчетных методов оценки радиационной опасности и параметров защиты от внешнего облучения в комплексе мероприятий из противорадиационной защиты персонала.
Литература
1. Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009.Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523 - 09 (Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от “07” июля 2009 г. № 47).
2. СП 2.6.1.2612-10 "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)"
3. Кириллов В.Ф., Книжников В.А., Коренков И.П. Радиационная гигие-на. – М.: Медицина, 1988. – С.136-176.
4. Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков И.П. Радиационная гигиена. – М.: Медицина, 1999, - С. 157-175.
5. Кириллов В.Ф., Архангельский В.И., Коренков И.П. Руководство к практическим занятиям по радиационной гигиене. – М.: 2001. – С. 130-152.
6. Материалы лекции.
Приложение 1