Методы защиты организма человека от ионизирующих
Излучений
Комплекс мероприятий по радиационной безопасности при работе с открытыми источниками излучения должен обеспечивать защиту персонала от внутреннего и внешнего облучения, ограничивать загрязнение воздуха и поверхностей рабочих помещений, кожных покровов и одежды персонала, а также объектов окружающей среды – воздуха, почвы, растительности и др. как при нормальной эксплуатации, так и при проведении работ по ликвидации последствий радиационной аварии.
Ограничение поступления радионуклидов в рабочие помещения и окружающую среду должно обеспечиваться использованием системы статических (оборудование, стены и перекрытия помещений) и динамических (вентиляция и газоочистка) барьеров.
В зависимости от условий облучения, характера и местонахождения источника излучения могут быть применены различные средства и методы защиты от облучения:
- уменьшение времени пребывания в зоне воздействия источника излучения;
- увеличение расстояния от источника излучения;
- экранирование источников излучения;
- соответствующее нормам устройство санитарно-технических систем обеспечения работ с источниками излучения;
- индивидуальные меры защиты.
Большое значение имеет также использование приборов индивидуального и общего контроля.
Уменьшение времени нахождения персонала в зоне ионизирующих излучений, а также увеличение расстояния от рабочего места до источника излучений позволяет снизить дозу облучения до нормативных значений.
При воздействии внешнего гамма-излучения допустимое время пребывания персонала может быть определено по формуле (10.9), а расстояние от источника, на котором можно работать в течение определенного времени, – по формуле (10.10):
, (10.9)
, (10.10)
где t – продолжительность работы с источником в течение рабочей недели, ч; m – активность источника, мг·экв. радия; r – расстояние от источника до человека, м.
При проектировании защиты от внешнего ионизирующего излучения значения проектной мощности эквивалентной дозы для стандартной продолжительности пребывания в помещениях и на территориях персонала и населения с коэффициентом запаса 2 приведены в табл. 10.5.
Таблица 10.5
Мощность эквивалентной дозы, используемая при проектировании защиты от внешнего ионизирующего излучения
| Категория облучаемых зон | Назначение помещений и территорий | Продолжитель-ность облучения, ч/г. | Проектная мощность эквивалентной дозы, мкЗв/ч | |
| Персонал | Группа А | Помещения постоянного пребывания персонала | 6,0 | |
| Помещения временного пребывания персонала | ||||
| Группа Б | Помещения организации и территория санитарно-защитной зоны, где находится персонал группы Б | 1,2 | ||
| Население | Любые другие помещения, территории | 0,06 | ||
| Примечания: 1. В таблице приведены значения мощности дозы от техногенных источников излучения, имеющихся в организации. 2. Переход от измеряемых значений эквивалентной дозы к эффективной дозе осуществляется по специальным методическим рекомендациям. |
Эффективным средством защиты от излучений является экранирование. Материалы, используемые для экранирования, и толщина слоя этих экранов определяются характером ионизирующего излучения и его энергией.
По своему назначению защитные экраны условно разделяются на пять групп.
Первая группа – защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они широко используются при транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений.
Вторая группа – защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами полностью окружают все рабочее оборудование при положении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого (или ускоряющего) напряжения на источнике ионизирующей радиации.
Третья группа – передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов применяется для защиты рабочего места на различных участках рабочей зоны.
Четвертая – защитные экраны, монтируемые как части строительных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.). Такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в которых постоянно находится персонал, и прилегающей территории.
Пятая группа – экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов, просвинцованные перчатки и др.).
Альфа-излучения практически не опасны при внешнем облучении, поэтому работа с этими источниками не требует каких-либо специальных экранов. Достаточно находиться на расстоянии 15—20 см от источника, чтобы быть в безопасности. Однако следует избегать приближения к источнику или следует экранировать источник излучения любым материалом.
Также решаются вопросы защиты при работе с источниками мягкого бета-излучения, которое также задерживается небольшим слоем воздуха или простейшими экранами. При больших энергиях бета-излучения (жесткое излучение) требуются специальные экраны. Материалами для этих экранов могут служить стекло, прозрачные пластмассы толщиной от 2 до 10 мм, алюминий и другие материалы с малым атомным весом.
Для защиты от рентгеновского и гамма-излучения применяют экраны из материалов с большим атомным весом (свинец, вольфрам, сталь, сплавы меди), а для стационарных защитных устройств – бетон и борсодержащие вещества, баритобетон. Смотровые окна изготавливают из свинцового стекла, стекла с жидким наполнителем (бромистым и хлористым цинком) и др.
Для защиты от нейтронного излучения применяют воду, парафин, водосодержащие материалы, а также графит, бериллий и др. Нейтроны с малой энергией сильно поглощаются бором, поэтому в применяемый для защиты от нейтронов бетон вводят соединения бора.
Для комбинированной защиты от гамма-излучения и нейтронов используют смеси тяжелых материалов с водой или водосодержащими материалами или комбинации слоев тяжелых и легких материалов: железо – вода, свинец – вода, свинец – полиэтилен, железо – графит.
Необходимая толщина экрана с учетом спектрального состава излучения, его интенсивности, расстояния персонала от источника и времени его пребывания в сфере воздействия излучения может быть определена расчетным путем, по табличным данным и номограммам. На рис. 10.2 приведена номограмма для расчета толщины защиты из свинца и железа для источника гамма-излучения Со60, которая обеспечивает снижение дозы излучения до предельно допустимой.
Рис. 10.2. Номограмма для расчета защиты от гамма-лучей по кратности K
ослабления в зависимости от толщины защитного слоя h:
1 - свинец; 2 - железо
Работы с открытыми источниками ионизирующих излучений представляют опасность не только внешнего, но и внутреннего облучения. В этих случаях необходимо предусматривать защиту как от внешнего облучения, так и защиту персонала от внутреннего облучения: предупреждать попадание радиоактивных веществ внутрь организма и загрязнение ими кожных покровов и слизистых оболочек.
Для работы с открытыми радиоактивными веществами необходимо специально оборудовать рабочие помещения. Прежде всего в их планировке и оборудовании следует предусмотреть полную изоляцию помещений, в которых не работают с источниками излучения, от тех, где работают с этими источниками. Необходима также изоляция помещения для работы с разными по характеру и мощности источниками. И, наконец, во всех случаях рабочие помещения должны быть разделены на зоны: чистые, где находится обслуживающий персонал, и грязные или «горячие», где находятся источники излучений.
Для всех рабочих помещений обязательно используют вентиляцию. Преимущественно применяют местные отсосы от мест возможного выделения в воздух радиоактивных паров, газов или аэрозолей. Рабочие помещения, вытяжные шкафы, боксы, каньоны и другое технологическое оборудование проектируются таким образом, чтобы поток воздуха был направлен из менее загрязненных пространств к более загрязненным. Удаляемый из укрытий, боксов, камер, шкафов и другого оборудования загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу должен подвергаться очистке. Следует исключать разбавление этого воздуха до его очистки. Фильтры и аппараты для очистки устанавливаются по возможности непосредственно у боксов, камер, шкафов, укрытий с тем, чтобы максимально снизить загрязнение систем магистральных воздуховодов. Срок службы аппаратов и фильтров определяется по снижению пропускной способности для воздуха или по уровню радиационной опасности, возникающей в результате накопления радиоактивных веществ.
В зданиях, где для работ с открытыми источниками излучения отводится только часть общей площади, необходимо предусматривать раздельные системы вентиляции для помещений, где ведутся работы с радиоактивными веществами, и для помещений, не связанных с применением этих веществ.
В герметичных камерах и боксах при закрытых проемах должно обеспечиваться разрежение не менее 200 Па. Камеры и боксы должны оборудоваться приборами контроля степени разрежения. Расчетная скорость движения воздуха в рабочих проемах вытяжных шкафов и укрытий должна приниматься равной 1,5 м/с.
Вентиляторы, обеспечивающие вытяжные шкафы, боксы и камеры, следует располагать в специальных отдельных помещениях, причем вентиляционные системы, обслуживающие помещения для работ I класса, должны иметь резервные агрегаты производительностью не менее 1/3 полной расчетной.
Основными требованиями при выборе и устройстве систем и установок пылегазоочистки при работах с радиоактивными веществами I и II классов являются:
- минимальное число единиц пылегазоочистного оборудования;
- механизация и автоматизация процессов обслуживания, ремонта и замены пылегазоочистного оборудования, а в необходимых случаях – дистанционное производство этих работ;
- наличие систем контроля и сигнализации за эффективностью работы очистных аппаратов и фильтров; в случае многоступенчатой системы пылегазоочистки должны осуществляться автоматизированный контроль и сигнализация как за работой всей системы, так и отдельных ее частей (ступеней);
- надежная изоляция пылегазоочистного оборудования как источника излучения, обеспечение безопасности персонала при осмотре и обслуживании.
При размещении пылегазоочистного оборудования в отдельных помещениях (частях зданий, отдельных зданиях) к ним должны предъявляться те же требования, что и к основным производственным помещениям. В случае размещения пылегазоочистного оборудования на чердаке последний должен быть оборудован как технический этаж.
Помещения пылегазоочистного оборудования должны быть изолированы и не сообщаться по воздуху с основными производственными помещениями и зонами. Вход и выход в помещения пылегазоочистного оборудования должен осуществляться через санитарный шлюз.
Отопление помещений для работ с применением открытых источников излучения должно быть водяным или воздушным.
Организации, где ведутся работы с открытыми источниками излучения всех классов, должны иметь холодное и горячее водоснабжение и канализацию. Исключение допускается для полевых лабораторий, ведущих работы III класса и располагающихся вне населенных пунктов или в населенных пунктах, не имеющих центрального водоснабжения.
В помещениях для работ I и II классов краны для воды, подаваемой к раковинам, должны иметь смесители и открываться при помощи педального, локтевого или бесконтактного устройства. Промывка унитазов должна осуществляться педальным спуском воды. В умывальниках должны быть электросушилки для рук.
Система специальной канализации должна предусматривать дезактивацию сточных вод и возможность их повторного использования для технологических целей. Очистные сооружения следует располагать в специальном помещении или на выгороженном участке территории организации. Система спецканализации должна быть обеспечена средствами контроля за количеством и активностью сточных вод.
Приемники для слива радиоактивных растворов (раковины, трапы и др.) в системе специальной канализации должны быть изготовлены из коррозионно-стойких материалов или иметь легко дезактивируемые коррозионно-стойкие покрытия внутренних и наружных поверхностей. Конструкция приемников должна исключать возможность разбрызгивания растворов.
Индивидуальные меры защиты и средства личной гигиены предохраняют от попадания радиоактивных загрязнений на кожу и внутрь организма, защищают от альфа-излучения и, по возможности, от бета-излучения. От гамма-излучений и нейтронного излучения индивидуальные защитные средства, как правило, не защищают. Спецодежда (в зависимости от активности изотопов) – это спецбелье, носки, комбинезон или костюм (куртка, брюки), спецобувь, шапочка или шлем, перчатки, полотенце и носовые платки одноразовые, средства защиты органов дыхания (в зависимости от загрязнения воздуха).
Средства индивидуальной защиты для работ с радиоактивными веществами изготавливаются из хорошо дезактивируемых материалов либо являются одноразовыми.
Работающие с радиоактивными растворами и порошками, а также персонал, проводящий уборку помещений, в которых ведутся работы с радиоактивными веществами, обеспечиваются дополнительной спецодеждой из пленочных материалов или материалов с полимерным покрытием: фартуками, нарукавниками, халатами, резиновой и пластиковой спецобувью.
Средства защиты органов дыхания (фильтрующие или изолирующие) применяются при работах в условиях возможного аэрозольного загрязнения воздуха помещений радиоактивными веществами (работа с порошками, выпаривание радиоактивных растворов и т.п.).
При работах, когда возможно загрязнение воздуха помещения радиоактивными газами или парами (ликвидация аварий, ремонтные работы и т.п.), или когда применение фильтрующих средств не обеспечивает радиационную безопасность, применяются изолирующие защитные средства (пневмокостюмы, пневмошлемы, а в отдельных случаях – автономные изолирующие аппараты).
При переходах из более «грязных» помещений в менее «грязные» предусматривается контроль уровня радиоактивного загрязнения средств индивидуальной защиты.
Загрязненные выше допустимых уровней спецодежда и белье направляются на дезактивацию в спецпрачечные. Смена основной спецодежды и белья осуществляется персоналом не реже 1 раза в 10 дней.
Дополнительные средства индивидуальной защиты (пленочные, резиновые, с полимерным покрытием) после каждого использования подвергаются предварительной дезактивации в санитарном шлюзе или в другом специально отведенном месте. Если после дезактивации их остаточное загрязнение превышает допустимый уровень, дополнительные средства индивидуальной защиты должны направляться на дезактивацию в спецпрачечную.
В помещениях для работ с радиоактивными веществами в открытом виде не допускается:
- пребывание сотрудников без необходимых средств индивидуальной защиты;
- прием пищи, курение, пользование косметическими принадлежностями;
- хранение пищевых продуктов, табачных изделий, домашней одежды, косметических принадлежностей и других предметов, не имеющих отношения к работе.
При выходе из помещений, где проводятся работы с радиоактивными веществами, осуществляется проверка чистоты спецодежды и других средств индивидуальной защиты. При выявлении радиоактивного загрязнения их снимают и направляют на дезактивацию, а работник должен вымыться под душем.
Для приема пищи предусматривается специальное помещение, оборудованное умывальником для мытья рук с подводкой горячей воды, изолированное от помещений, где ведутся работы с применением радиоактивных веществ в открытом виде.
На радиационных объектах, где могут возникать случаи радиоактивного загрязнения кожных покровов, в качестве средств их дезактивации используются препараты (моющие средства), эффективно удаляющие загрязнения и не увеличивающие поступление радионуклидов через кожу в организм. Последнее обстоятельство является определяющим при работах с высокотоксичными радионуклидами.