Производственное освещение 5 страница

146. Так как по условиям задачи требуется защита от удара молнии с надежностью более 99%, то весь склад должен располагаться в зоне типа А защиты молниеотвода, формируемой конусом высотой Н и основанием с радиусом R=0,75H, где Н - высота молниеотвода. По­скольку конус должен накрывать весь склад, то радиус его основания должен быть больше или равняться диагонали площадки, следова­тельно, R≥√(l0²+20²) = 22,4 м, а высота молниеотвода, который должен располагаться в углу площадки, H ≥ 22,4/0,75 =30 м.

147. Эта задача аналогична предыдущей, но поскольку требуемая на­дежность зашиты от удара молнии всего лишь 95%, то склад может располагаться в зоне типа Б, формируемой конусом высотой 0,8H и основанием с радиусом 1,5H, где H - высота молниеотвода. Так как конус должен накрывать весь склад, то диаметр его основания дол­жен быть больше или равняться диагонали площадки, следовательно, R ≥ √(20²+20²) = 28,2 м, а высота молниеотвода, который должен располагаться в углу площадки, H ≥ 28,2/1,5 = 18,6м. .

148. Для населенных мест в диапазоне частот до 300 МГц нормируется напряженность электрической составляющей электромагнитного по­ля [В/м], а для частот свыше 300 МГц и до 300 ГГц нормируется плотность потока электромагнитного излучения [Вт/м²].

149. При воздействии электромагнитных полей радиочастот (ЭПРЧ) на живые организмы происходит поглощение энергии излучения, характеризуемое нагревом тканей тела. Особенно опасен такой нагрев для органов со слабой терморегуляцией (мозг, хрусталик глаза). Кроме теплового воздействия наблюдается специфическое биологическое, связанное с изменением ориентации клеток и молекулярных цепей в соответствии с изменением направления силовых линий поля и приводящие к изменениям в структуре клеток крови, в эндокринной системе, к помутнению хрусталика глаза.

150. Так как работник будет подвергаться воздействию ЭПРЧ от несколь­ких источников, работающих в частотном диапазоне с единым значени­ем предельно допустимого уровня, то суммарную интенсивность воздействия вычисляют как ЭH_E1+ЭН_Е2+... +ЭНЕn ≤ ЭН_EП где ЭН_Е=E²Т. В нашем случае суммарная энергетическая нагрузка составит (30²+33²+40²)∙4=14000 [(В/м)²ч], что не превышает допустимое для данно­го диапазона частот значение 20000 (В/м)²ч. Следовательно, выполнять указанные работы при включенных передатчиках допустимо.

151. Так как источники излучения работают в частотных диапазонах с разными значениями предельно допустимого уровня, то должно выполняться условие: ЭН_Е1/ ЭН_ЕП1 + ЭНЕ1/ЭН_ЕП2+….+ ЭН_Еn/ЭН_ЕПn В данном случае имеем 30²∙4/20000+4²∙4/800<1. Следовательно, выполнение работ возможно.

152. Так как источники излучения работают в частотных диапазонах с разными значениями предельно допустимого уровня, то должно выполняться условие ЭН_ППЭ/ ЭН_ППЭП+ ЭН_Е/ ЭН_ЕП≤1. Значение ППЭ_ПДУ при работе в течение 4 часов в поле постоянно действующего передатчика составляет ППЭ_ПДУ = ЭН_ППЭп/Т = 2/4 = 0,5 [Вт/м²], откуда получаем следующее соотношение 0,4∙4/0,5+ 4²∙4/800 = 0,4. Следовательно, в данном случае выполнение работ при включенных передатчиках возможно.

153. Из соотношения ЭН_ППЭ/ЭН_ППЭП+ЭН_Е/ЭН_ЕП ≤1 с учётом того, что ЭН_ППЭ = ППЭТ и ЭН_Е = Е²Т получаем для Т выражение вида Т=1/(А+В), где А = ППЭ/ЭН_ППЭп, а В = Е²/ЭН_ЕП. В данном случае А = 0,4/2 = 0,2, В = 4²/800 = 0,02 и Т=1/0,22 = 4,54 [ч].

Ионизирующее излучение

154. Действие ионизирующего излучения на живые организмы за­ключается в разрыве молекулярных связей, изменении химической структуры соединений, входящих в состав организма, образовании "осколков" молекул - радикалов, обладающих высокой химической ак­тивностью, а иногда и чрезвычайно токсичных, нарушении структуры генного аппарата клетки. Это приводит к изменению ее наследственного кода и, следовательно, нарушает условия воспроизводства клеткой и организмом в целом себе подобных, что вызывает развитие раковых опухолей и появление мутантов в последующих поколениях. Биологический эффект воздействия ионизирующего излучения тем выше, чем выше уровень создаваемой им ионизации, т.е. пропорционален числу пар ио­нов, образующихся в тканях организма. Даже при незначительных дозах облучения происходит торможение функций кроветворных органов, на­рушение свертываемости крови, увеличение хрупкости кровеносных сосудов, ослабление иммунной системы. Большие дозы облучения приводят к гибели организма. При малых дозах облучения биологические эф­фекты носят стохастический (вероятностный) характер, причем неров­ность их возникновения пропорциональная дозе, но не имеет дозового порога, а тяжесть не зависит от нее. При больших дозах биологические эффекты носят детерминированный (предопределенный) xapaктep, при­чем для них характерно наличие дозового порога, выше которою тяжесть поражения зависит от дозы.

155. Под пределом годовой эффективной (или эквивалентной) дозы ионизирующего излучения понимается величина дозы, которая не может быть превышена за год. В соответствии с НРБ-96 все население делится на две группы: персонал, непосредственно работающий с источниками излучения, и население, включая персонал вне сферы производственной деятельности. В свою очередь, персонал делится на две группы: А - непосредственно работающие с техногенными источниками излучения, и Б - находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия.

Эффективная доза в среднем за любые последовательные 5 лет не должна превышать 1 мЗв/год для населения и 20 мЗв/год для лиц группы А (но не более соответственно 5 и 50 мЗв/год). Для лиц группы Б дозы облучения не должны превышать 1/4 значений группы А (см. табл.1).

Основные дозовые пределы

Таблица 1

Нормируемые величины	Дозовые пределы
Персонал (группа А)	Население
Эффективная доза	20 мЗв/год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более50 мЗв/год	1 мЗв/год в среднем за лю­бые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв/год
Эквивалентная доза за год в хрусталике, коже, кистях и стопах	150мЗв 500 мЗв	15мЗв 50мЗв

Основные дозовые пределы не включают в себя дозы от природ­ных, медицинских источников и вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения. При одновременном воздействии источников внешнего и внутреннего облу­чения должно выполняться условие - отношение дозы внешнего облуче­ния к пределу дозы и отношения годовых поступлений отдельных ра­диоактивных изотопов к их пределам в сумме не должны превышать единицы.

Для студентов и учащихся в возрасте до 21 года, обучающихся с использованием источников ионизирующего излучения, годовые накоп­ленные дозы не должны превышать значений, установленных для насе­ления.

156. Поглощенная доза D=dE/dm - средняя энергия dE, передання излучением веществу в некотором малом объеме, отнесенная к массе вещества dm в этом объеме (измеряется в джоулях на килограмм или в специ­альных единицах системы СИ.- греях [Дж/кг = Гр]).

157. Активность радиоактивною вещества А= dNdt - число спонтанных ядерных превращений dN за промежуток времени dt (измеряется в беккерелях [Бк = 1/с]);

158. Основные дозовые пределы не включают в себя дозы от природ­ных, медицинских источников и вследствие радиационных аварий.

159. Эквивалентная доза Н_TR = W_RD - произведение поглощенной биоло­гической тканью дозы D на безразмерный взвешивающий коэффициент для данного вида излучения W_R - введена для оценки опасности облуче­ния биологических тканей ионизирующим излучением произвольного состава (измеряется в зивертах [Зв]). Коэффициент W_R, характepизует за­висимость неблагоприятных биологических последствий облучения ор­ганизма от поглощенной дозы. Для рентгеновского, гамма-излучения и электронов любых энергий W_R = 1, для протонов с энергией до 2 МэВ W_R= 5, для нейтронов с энергией 0.01-0.1 и 2-20 МэВ W_R= 10, для аль­фа-частиц, тяжелых ядер отдачи и нейтронов с энергией (0.1-2) МэВ W_R = 20.

160.Эффективная ожидаемая доза , где H_T(t) – мощность эквивалентной дозы в биологической ткани T, τ – продолжительность воздействия. Если продолжительность воздействия неизвестна, то она принимается равной 50 годам для взрослых и 70 годам для детей (измеряется в зивертах). Применяется для оценки дозовой нагрузки организма при проживании человека на заражённой местности или ликвидации радиационной аварии.

161. Эффективная доза E=∑W_TH_Tτ, где H_Tτ – эквивалентная доза в биологической ткани Т за время τ, а W_T - взвешивающий коэффициент для этой ткани. Применяется для оценки риска возникновения отдалённых последствий облучения тела человека или его отдельных органов с учётом их радиочувствительности, измеряется в зивертах.

162. Коллективная эффективная доза S=ΣE_iN_i, где E_i - средняя эффективная доза для i-й группы людей, а Ni – число людей в этой группе. Коллективная эффективная доза применяется для оценки степени риска облучения группы людей (измеряется в [чел.·Зв]).

163. Для двенадцати органов человеческого тела в зависимости от их чувствительности к облучению установлены взвешивающие коэффициенты W_T=0,01-0,2. Для прочих органов значение W_T принимается равным 0,05.

164. Планируемое повышенное (сверх установленных дозовых пределов) облучение персонала при ликвидации аварии может быть разрешено при невозможности принять меры, исключающие превышение и может быть оправдано только спасением жизни людей, предотвращением дальнейшего развития аварии и облучения большого числа людей. Оно допускается только для мужчин старше 30 лет при их добро­вольном письменном согласии после информации о возможных дозах облучения и риске для здоровья .

165. При дозах облучения до 0,5 Зв риск возникновения стохастиче­ских неблагоприятных эффектов определяется как r=p(E)r_ЕE для одного человека или R=р(S_Е)r_E S_E длягруппы людей, где р (E) и р (S_Е) - вероят­ность события, создающего дозу Е или S_E соответственно, r_E = 5,6 10^-1 1/чел· Зв для персонала и r_E = 7,3·10^-2 1/чел· Зв для населения - коэффици­ент риска смерти от рака и наследственных эффектов. Для событий с тя­желыми детерминированными последствиями принимается r=р(Е) и R=p(S_Е)N, где N - число людей, получивших дозу Е>0,5 Зв. Значения r не должны превышать 10^-3 за год для персонала и 5·10^-5 для населения. Минимальный уровень риска, ниже которого риск считается пренебрежимым и его дальнейшее снижение нецелесообразно, равен 10^-6 за год.

166. Эффективная ожидаемая доза, которую получит ребенок за 30 лет, составит

Полагая, что мощность дозы остается неизменной все эти годы и равной H_T(t)=0,3 мкЗв/ч, за τ =30 лет полу­чим Н_Tτ=0,3·10 ^-6· 24×365×30=78,8·10^-3 [Зв]. Так как мы не знаем радио-нуклидный состав источника излучения и не можем уточнить распре­деление этой дозы по тканям, то предположим, что все пораженные ткани имеют одинаковую радиочувствительность, определяемую взвешивающим коэффициентом W_T=0,05. Тогда эффективная доза E =ΣW_TH_Tτ= 0,05·78,8·10^-3=3,9·10^-3 [Зв], и риск заболевания смертельным раком за 30 лет r=p(E)r_E E=0,5·7,3·10^-2·3,9·10^-3=l4,3·10^-5 (по условия задачи р(Е)=0,5, а для населения г_E =7,3·10^-2). Допустимый риск для населения не должен превышать 5·10^-5 за год. Фактическое значение в расчете на один год жизни ~0,5·10^-5, что почти в 10 раз ниже допустимого и превышает минимально значимый, равный 10^-6, только в 5 раз. Однако, если предположить, что вся поглощенная до­за сосредоточена в гонадах, имеющих взвешивающий коэффициент W_T=0,2, то тогда риск в расчете на год достигает величины 1,9·10^-5 и приближается к опасному пределу.

167. Порядок хранения, транспортировки и захоронения радиоак­тивных веществ установлен санитарными нормами ОСП-72/87. Сбор отходов, их удаление для небольших предприятий производится центра­лизованно специализированными службами. Крупные потребители ра­диоактивных веществ осуществляют захоронение и утилизацию отходов самостоятельно. Перед утилизацией изотопы разделяют по степени активности, периоду полураспада и т.п. Для сокращения объема отходов их упаривают, сжигают, прессуют и т.п. Для предотвращения миграции радиоактивных изотопов с грунтовыми водами малоактивные отходы фиксируют с помощью битума или цемента в блоки, подлежащие даль­нейшему захоронению. Высокоактивные отходы остекловывают. Сброс радиоактивных веществ в составе сточных вод запрещен. Для захоронения радиоактивных веществ используются специальные могильники. Пункт захоронения должен располагаться не ближе 20 км от городов в районе, не подлежащем застройке, с санитарно-защитной зоной не менее 1 км от населенных пунктов и мест постоянного пребывания скота.

168. Предельно допустимые уровни ионизирующих излучений устанавливаются «Нормами радиационной безопасности» (НРБ-96) и гигиеническими нормативами ГН 2.6.1.054-96. Эти документы являются основными правовыми нормативными актами в области радиационной безопасности нашей страны.

Для защиты населения от природных источников излучения среднегодовая объемная активность изотопов радона и торона должна быть А_Rn +4,6А_Tn <100 Бк/м³ в воздухе вновь строящихся помещений и ме­нее 200 Бк/м³ в существующих, а мощность дозы гамма-излучения не должна превышать мощность дозы на открытой местности более чем на 0,3 мкЗв/ч. Вопрос о переселении жильцов (с их согласия) рассматрива­ется, если практически невозможно снизить это превышение до значений менее 0,6 мкЗв/ч. При облучении населения в медицинских целях не ус­танавливаются предельные дозовые значения и используются принципы обоснования по показаниям медицинских радиологических процедур. При проведении профилактических медицинских и научных исследова­ний для лиц, не имеющих медицинских противопоказаний, эффективная доза облучения не должна превышать 1 мЗв.