15. Обследование по мощности дозы

15. Обследование по мощности дозы

Обследование по мощности дозы проводится по различным причинам. Оно может совершаться для оценки индивидуальных доз или чтобы показать соответствие с определенными дозовыми пределами. К тому же, мониторинг может проводиться для определения радиологических зон, обнаружения отклонений от нормального функционирования и обоснования оперативных решений. Какова бы ни была причина контроля, существует пять основных шагов, которые надо помнить при проведении обследования по мощности дозы. Они следующие:

1.             Выбрать подходящий прибор.

2.             Проверки отклика перед использованием

3.             Провести обследование, применяя соответствующие меры предосторожности.

4.             Подготовить отчет по результатам обследования.

5.             Сравнить результаты измерений со значениями, принятыми местными и/или международными правилами и дать необходимые рекомендации.

Первые два шага были рассмотрены в Разделах 2 и 3. Эти разделы связаны с проведением обследования по мощности дозы, написанием конечного отчета об обследовании, сравнением измеренных значений и составлением рекомендаций.

1.1              Проведение обследования по мощности дозы

1.1.1        Оборудование

При проведении обследования по мощности дозы в первую очередь Вам необходимо выбрать подходящий дозиметр. Этот выбор обсуждался подробно в Разделе 2 этого модуля и типовые приборы, используемые для мониторинга мощности дозы, были представлены на Рисунке 10.

Если присутствует поверхностное загрязнение или загрязнение воздуха, возможно, Вам потребуются средства индивидуальной защиты (такие как защитные плащи, боты или подходящие средства защиты органов дыхания), как это обсуждается в Разделе 5 этого модуля.

1.1.2        Соображения по безопасности

Множество мер предосторожности следует продумать, выполняя мониторинг мощности дозы. Многие из них рассматривались в предыдущих модулях и обобщены ниже:

1.             Минимизировать время облучения в каждой обследуемой зоне.

2.             Минимизировать расстояние от источника излучения.

3.             Экранировать источники излучения, где это возможно.

4.             Контролировать дозу облучения работников, проводящих обследование.

1.1.3        Метод

Если дозиметр не сам выставляет диапазон измерений, Вам следует выбрать наивысший предел, равный мощности дозы, которую Вы ожидаете. Если Вы не знаете ожидаемую мощность дозы в обследуемой зоне, проверьте мощности дозы при движении к месту измерения.

Если дозиметр имеет звуковую сигнализацию, он может использоваться в качестве ранней индикации возрастающей мощности дозы. Если показания дозиметра значительно возрастают или выходят за шкалу, Вам следует уйти в область с меньшей мощностью дозы и рассмотреть последствия этих измерений.

Одним из последствий может стать то, что мощность дозы превысит значение, при котором доступ на территорию должен быть ограничен. Если так, то измерение максимальной мощности дозы ненужно. В этом случае, Вам следует ограничить доступ на территорию, используя физические барьеры и предупреждающие знаки.

Если необходимо измерить максимальную мощность дозы территории, можно порекомендовать использовать teletector (как показан на Рисунке 9) так, чтобы специалист (т.е. человек, выполняющий разведку) мог удлинить штангу датчика и быть вдалеке от области с высокой мощностью дозы.

Если специалист работает в области с потенциально высокой мощностью дозы, можно посоветовать ему носить интегрирующий дозиметр, чтобы измерить накопленную дозу. Наилучшим выбором будет электронный прибор, который включает сигнал тревоги при превышении установленной дозы.

Отметим, что существует проблема обнаружения пучков гамма-излучения с помощью дозиметра на основе счетчика Гейгера-Мюллера с коррекцией хода с жесткостью (как показано на Рисунке 10) из-за малых размеров детектора. Возможно, лучше воспользоваться ионизационной камерой (смотрите Рисунок 10) для обнаружения наличия ионизирующего излучения, а затем использовать счетчик Гейгера-Мюллера с тонким входным окном, присоединенный кабелем с дозиметром чтобы определить местонахождения пучка и провести измерения мощности дозы.

1.1.4        Написание отчета об обследовании

Записи должны делаться на протяжении всего обследования, об используемых приборах и измеренных мощностях дозы. По окончанию обследования должен предоставляться подробный отчет. Такой отчет должен включать следующее:

  • схема территории, включая пронумерованные места проведения измерений (смотрите рисунок 11); и
  • форму радиологического обследования, с указанием мест измерения и величины мощности дозы, используемых приборов и содержащую необходимые и рекомендуемые действия (смотрите Рисунок 12).

1.1.5        Сравнение измеренных величин с действующими нормативами

Очевидно, если в ходе обследования измерены высокие мощности дозы, незамедлительно должны быть проведены соответствующие действия, чтобы ограничить доступ на эту территорию. Где бы ни была отмечена повышенная мощность дозы, измеренные значения следует сравнить с местными нормативами и/или национальными и международными рекомендациями, и следует провести анализ и дать предложения, чтобы уменьшить мощность дозы в соответствии с принципом ALARA. Чтобы гарантировать, что рекомендованные действия осуществляются и доведены до конца, рекомендации следует занести в форму радиологического обследования (смотрите Рисунок 12).

1

Проведение обследования по мощности дозы

В ходе этого практического задания Вы проведете обследование по мощности дозы на указанной территории. Практические комментарии даны в ваших рабочих тетрадях. Вы должны договориться о подходящем времени со своим руководителем для выполнения этого практического задания.

 

2.       Обследование поверхностного загрязнения

Общее загрязнение поверхности состоит из фиксированного и нефиксированного загрязнений, а уровень общего загрязнения может быть оценен, с использованием методов прямого мониторинга поверхности (т.е. помещение датчика напрямую к поверхности как можно ближе, но не касаясь ее). Этот тип мониторинга дает измерение общего загрязнения, не позволяя дифференцировать фиксированное и нефиксированное загрязнения.

Уровень нефиксированного загрязнения можно оценить косвенным мониторингом поверхности (т.е. взятие мазков и контроль уровня загрязнения мазка). Это объяснено подробно в Разделе 5.2 этого модуля. Методики косвенного мониторинга поверхности также полезны на территориях с высокими уровнями фоновой мощности дозы. Отбирая мазки на таких территориях  и затем их измеряя, можно оценить уровень загрязнения.

Заметим, что если на территории отмечено существенное поверхностное загрязнение, на ней также могут быть значительные мощности доз внешнего облучения. Следовательно, если при использовании бета- и гамма-датчиков зарегистрированы высокие уровни загрязнения, далее следует измерить и мощность дозы.

5.1                   Прямой мониторинг поверхности

Основные шаги при проведении обследования прямым мониторингом загрязнения поверхности те же, что и для разведки мощности дозы. Они следующие:

1.             Выбор подходящего прибора.

2.             Проверки отклика перед использованием

3.             Провести обследование, применяя соответствующие меры предосторожности.

4.             Подготовить отчет по результатам обследования.

5.             Сравнить результаты измерений со значениями, принятыми местными и/или международными правилами и дать необходимые рекомендации

Первые для шага уже были рассмотрены в Разделах 2 и 3. Этот раздел имеет дело с проведением обследования поверхностного загрязнения, написанием конечного отчета об обследовании, сравнением измеренных величин и составлением рекомендаций.

2.1.1        Оборудование

Портативный прибор, подходящий для прямого мониторинга поверхности, обычно состоит из датчика и монитора загрязнения на батарейках, как показано на Рисунке 10.

Для загрязнения альфа- и бета-излучателями, датчик может быть сцинтилляционным детектором ZnS или счетчиком Гейгера-Мюллера с тонким входным окном, достаточным для проникновения альфа-частиц. Помните, что для регистрации загрязнения альфа-излучателями датчик нужно держать близко к поверхности (меньше 1 см), так как альфа-частицы имеют короткий пробег в воздухе.

Для детектирования загрязнения гамма-излучателями в качестве датчика могут использоваться: счетчик Гейгера-Мюллера, пропорциональные счетчики, наполненные  благородными или органическими газами, или сцинтилляционные детекторы NaI.

2.1.2        Требования по безопасности

При мониторинге поверхностного загрязнения рекомендуется надевать перчатки, боты, защитные плащи и очки. Если существует вероятность загрязнения воздуха, также должна быть продумана защита органов дыхания.

Помните, что в областях, где существует загрязнение, возможно, что Вы сами будете загрязнены. Поэтому важно, чтобы Вы твердо придерживались инструкций по безопасной работе во время обследования, чтобы минимизировать вероятность личного загрязнения. Также Вам следует удостовериться, что Вы контролируете себя (включая ваше тело, руки, ноги и волосы) после проведения обследования, но перед выходом из загрязненной области. Это гарантирует, что если Вы загрязнены, загрязнение будет удалено насколько возможно быстро. Это также гарантирует, что не будет распространения загрязнения вне области загрязнения.

 

 

Не забудьте проконтролировать себя после проведения обследования загрязнения, чтобы гарантировать, что Вы не были загрязнены.

 

Если Вы были загрязнены, могут быть использованы рекомендуемые способы дезактивации, чтобы удалить загрязнение (например, мытье загрязненной области). Подробности этих способов дезактивации можно найти в Модуле 3.5 «Аварийное реагирование».

Отметим, что если существенные мощности дозы связаны с обследованием, Вам необходимо минимизировать времена облучения, максимизировать расстояния и применять где возможно экранирование. Дозы облучения работников, проводящих обследование должны тщательно контролироваться.

2.1.3        Метод

При проведении прямого мониторинга поверхности, датчик следует передвигать медленно по поверхности обследуемой области в определенном порядке. Будьте осторожны, не касайтесь датчиком поверхности, так как он может быть поврежден или загрязнен. Простой способ обследовать большую площадь – это составить план территории с воображаемыми линиями сетки (квадраты) и обследовать каждый воображаемый квадрат по очереди.

 

Следует записывать наивысшие показания, полученные в каждом квадрате, чтобы  включить в отчет о мониторинге. При проведении мониторинга, датчику следует предоставить достаточное время, чтобы сформировать отклик на изменения в скорости счета.

Помните, что поверхностное загрязнение может быть обнаружено в трех измерениях. Следовательно, при проведении этого типа обследования Вам следует контролировать не только рабочую поверхность стола, но также и  переднюю часть рабочего места, вытяжной шкаф и раковины. Вам следует уделять особое внимание точкам, которые могут контактировать с загрязненными руками (например, краны в раковине и дверные ручки).

 

 

Не забудьте проконтролировать поверхностное загрязнение в трех измерениях и уделяйте особое внимание точкам соприкосновения с загрязненными руками.

2.1.4        Перевод результатов прямого мониторинга поверхности в уровни поверхностного загрязнения

Для приборов, которые регистрируют импульсы в секунду (имп./с), показания детектора прямого мониторинга могут быть переведены в величину поверхностной активности, учитывая эффективность счетчика и площадь, с которой отбиралась проба. Связь приведена в Формуле 3.

 

T = C x 100 x 1 [3]

Ec A

где                   Т – уровень общего загрязнения в Бк/см2,

С – чистая скорость счета (т.е. скорость счета, скорректированная с учетом фона),

Ec – процентная эффективность счетной системы,

А – площадь датчика в см2.

Затем может использоваться Формула 4 для расчета уровней поверхностного загрязнения из результатов прямого мониторинга (как показано в Примере 2).

ПРИМЕР 2

Вопрос

Сцинтилляционный детектор NaI используется для измерения скорости счета с поверхности, загрязненной гамма-излучателями. Средняя скорость счета составляет 160 импульсов в секунду (имп./с), фоновая скорость счета – 10 импульсов в секунду. Если площадь детектора составляет 20 см2 и эффективность счетчика составляет 5% для регистрируемого радионуклида, то каков уровень поверхностного загрязнения в Бк/см2?

Ответ

C = 160 имп./с  – 10 имп./с = 150 имп./с

A = 20 см2

Ec = 5%

Используя Формулу 3, получим:

T = 150 x 100 x 1 = 150 Бк/см2

5 20

Следовательно, общий уровень поверхностного загрязнения составляет 150 Бк/см2.

 

Отметим, что некоторые установки для калибровки дают калибровочный коэффициент, сколько имп./с равно 1 Бк/см2 для датчика и измеряемого радионуклида. В этом случае чистая скорость счета просто делится на этот коэффициент, чтобы получить показание общего поверхностного загрязнения (смотрите Формулу 4).

T = C [4]

F

где Т – уровень общего загрязнения для определенного радионуклида в Бк/см2,

С – чистая скорость счета в имп./с (т.е. скорость счета, скорректированная с учетом фона),

F – калибровочный коэффициент в имп./с на Бк/см2.

Пример 3 показывает, как может быть использовано Соотношение 4.

ПРИМЕР 3

Вопрос

Сцинтилляционный датчик NaI используется для измерения скорости счета от поверхности, загрязненной йодом-131. Средняя измеренная скорость счета составляет 450 импульсов в секунду (имп./с), а фоновая скорость счета – 15 импульсов в секунду. Если калибровочный коэффициент для йода-131 у этого датчика 15 имп./с = 1 Бк/см2, какой общий уровень поверхностного загрязнения в Бк/см2?

Ответ

C = 450 имп./с  – 15 имп./с = 435 имп./с

F = 15 имп./с на  Бк/см2

Используя Формулу 4, получим:

T = 435 = 29 Бк/см2

15

Следовательно, общей уровень поверхностного загрязнения составляет 29 Бк/см2.

 

 

Иногда уровни загрязнения выражаются в беккерелях на квадратный метр (Бк/м2). В этом случае следует помнить, что 1 Бк/см2 равен 104 Бк/м2.

1 Бк/см2 = 104 Бк/м2

2.1.5        Написание отчета об обследовании

Записи должны вестись на протяжении всего обследования об используемых приборах и измеренных уровнях общего загрязнения. По окончанию обследования должен предоставляться подробный отчет. Такой отчет подобен отчету об обследовании по мощности дозы и должен включать следующее:

  • схему территории, включая пронумерованные места привязки (смотрите рисунок 11);
  • форму радиологического обследования, указывая места и величины уровней загрязнения, используемые приборы и необходимые рекомендации (смотрите Рисунок 12).

2.1.6        Сравнение измеренных величин с нормативами

Поскольку основное беспокойство связано с уровнями нефиксированного загрязнения (так как этот тип загрязнения может попасть в организм), обычно не устанавливаются ограничения на уровни общего загрязнения при прямом мониторинге. Обычно устанавливаются ограничения на нефиксированную компоненту поверхностного загрязнения (смотрите Раздел 5.2.6). Однако, если фиксированное загрязнение, вероятно станет нефиксированным, или отмечена существенная мощность дозы, связанная с фиксированным загрязнением, уровни должны быть уменьшены в соответствии с принципом ALARA.

2.2              Косвенный мониторинг поверхности

Косвенный мониторинг поверхности (мазки) может использоваться для:

  • измерения величины нефиксированного загрязнения на поверхности;
  • определять величину нефиксированного загрязнения в зонах с высоким уровнем фона;
  • определять уровни загрязнения ниже, чем при прямом мониторинге; и
  • определять радионуклиды с энергиями намного ниже тех, которые могут регистрироваться при прямом мониторинге.

Основные шаги, предпринимаемые при проведении косвенного обследования поверхностного загрязнения похожи на таковые при прямом мониторинге (смотрите Раздел 5.1).

2.2.1        Оборудование

Для проведения косвенного мониторинга поверхностного загрязнения Вам необходима безабразивная фильтровальная бумага. Фильтровальная бумага (например, стекловолокно или укрепленная беззольная бумага) должна быть не меньше 5.5 см в диаметре и должна быть увлажнена дистиллированной водой перед использованием.

Также Вам будет необходим прибор для измерения активности фильтровальной бумаги. Выбор прибора зависит от вида измеряемого излучения, он может использовать в качестве датчика счетчик Гейгера-Мюллера, пропорциональный счетчик или сцинтилляционный детектор.

2.2.2        Требования по безопасности

Требования по безопасности для косвенного мониторинга поверхности те же, что и при прямом мониторинге поверхности (смотрите Раздел 5.1.2).

2.2.3        Метод

Увлаженная фильтровальная бумага должна быть помещена между большим пальцем и первыми двумя пальцами, и ею надо протереть площадь приблизительно 100 cм2 (10 cм х 10 cм). В качестве альтернативы, можно также использовать пинцет, чтобы держать внутреннюю часть сложенной фильтровальной бумаги при протирании поверхности. Бумагу надо двигать по поверхности подобным образом, как движения при прямом мониторинге, как показано на Рисунке 13. Затем следует провести в зоне с низким фоном измерение её активности.

2.2.4             Перевод результатов косвенного мониторинга в уровни поверхностного загрязнения

Если известны эффективность измерительного прибора и площадь, с которой была отобрана проба, они могут использоваться для определения активности мазка и расчета уровня нефиксированного загрязнения (как показано в Формуле 5).

R = C x 100 x 1 [5]

Ec A

где                   R – уровень нефиксированного загрязнения в Бк/см2,

С – чистая скорость счета в имп./с (т.е. скорость счета, скорректированная с учетом фона),

Ec – процентная эффективность счетной системы,

А – площадь пробоотбора в cm2.

Нефиксированное загрязнение может затем использоваться для оценки общего загрязнения путем введения коэффициента, чтобы учесть эффективность пробоотбора (смотрите Формулу 6).

T = R x 100 = C x 100 x 1100 [6]

Er Ec A       Er

где Т – общий уровень поверхностного загрязнения в Бк/cm2,

С – чистая скорость счета в имп./с (т.е. скорость счета, скорректированная с учетом фона),

Ec – процентная эффективность счетной системы,

А – площадь пробоотбора в cm2,

Er – процент загрязнения, удаленного с поверхности с помощью мазка.

Величину Er трудно определить для протирки поверхности бумагой, но она предполагается равной 10%.

Пример того, как оценить уровни поверхностного загрязнения из результатов косвенного мониторинга, показан в Примере 4.

ПРИМЕР 4

Вопрос

Измеренная средняя скорость счета гамма-излучения при измерении мазка с рабочего места в лаборатории составляет 85 импульсов в секунду (имп./с). Фоновая скорость счета составляет 10 имп./с. Если площадь пробоотбора составила 100 cм2, а эффективность счетчика равна 7%, то каков уровень нефиксированного и общего поверхностного загрязнение в Бк/cм2? (Предположите, что процент загрязнения, отобранного с поверхности путем притирания бумагой, составил 10%.)

Ответ

C = 85 имп./с  – 10 имп./с = 75 имп./с

A = 100 cм2

Ec = 7%

Er= 10%

Используя Формулу 5 и подставляя значения:

R= 75 x 100 x 1 = 10.7 Бк/см2

7 100

Используя Формулу 6, получим:

T= 75 x 100 x 1 100 = 107 Бк/см2

7 100      10

Следовательно, уровень нефиксированного поверхностного загрязнения составляет 10.7 Бк/см2, а уровень общего загрязнения – 107 Бк/см2.

 

Если нефиксированное загрязнение мазка измеряется датчиком, для которого определен соответствующий калибровочный коэффициент для измеряемого радионуклида, то уровень нефиксированного поверхностного загрязнения может быть определен, как показано в Примере 3 (Раздел 5.1.3).

К тому же, Вы должны помнить, что уровни загрязнения иногда выражаются в беккерелях на квадратный метр (Бк/м2) и что 1 Бк/м2 равен 104 Бк/м-2.

2.2.5        Написание отчета об обследовании

Записи об используемых приборах и измеренных уровнях нефиксированного загрязнения должны вестись на протяжении всего обследования. По окончанию обследования должен предоставляться подробный отчет. Такой отчет должен включать следующее:

  • схему территории, включая пронумерованные места привязки (смотрите Рисунок 11);
  • форму радиологического обследования, с указанием мест и величин уровней загрязнения, используемых приборов и любых обоснованных (коррективных) действий и рекомендаций (смотрите Рисунок 12).

2.2.6        Сравнение измеренных величин нормативами

Если в процессе обследования определяется нефиксированное загрязнение, незамедлительно должны быть предприняты соответствующие действия, чтобы ограничить доступ на территорию и/или удалить загрязнение. В общем, даже низкие уровни нефиксированного загрязнения считаются неприемлемыми, так как они могут попасть в организм и вызвать ущерб. Следовательно, необходимо обеспечивать, чтобы уровни нефиксированного загрязнения все время поддерживались на настоль низком уровне, насколько это возможно.

Для того, чтобы оценить опасность от нефиксированного загрязнения, измеренные уровни должны сравниваться с местными правилами и/или национальными и международными инструкциями. Хотя ограничения даны в терминах максимальных уровней в Бк/см2, на практике, уровни загрязнения для нефиксированного загрязнения часто выражаются в долях или величинах, пропорциональных допустимым уровням (ДУ) поверхностного загрязнения для определенного радионуклида (смотрите Модуль 2.3 «Защита от внутренних радиационных опасностей»).

ПРИМЕР 5

Вопрос

Допустимый уровень для фосфора-32 (P-32) определен Австралийским национальным советом по исследованиям здоровья и медицины как 100 Бк/см2. При обычном обследовании загрязнения фосфором-32 в лаборатории, Вы обнаружили уровень поверхностного загрязнения равный 25 Бк/см2. Какова ожидаемая эффективная доза за год, которая будет результатом этого уровня поверхностного загрязнения?

Ответ

Облучение в 1 допустимый уровень в течение 2000 часов (8 часов в день, пять дней в неделю, 50 недель в год) будет определять ожидаемую годовую эффективную дозу 20 мЗв (в соответствии с установленным допустимыми уровнями).

Мы имеем (25 ¸ 100) = 0.25 ДУ.

Следовательно, мы можем сказать, что загрязнение в 0.25 ДУ в течение 2000 часов будет определять ожидаемую годовую эффективную дозу (0.25 x 20 мЗв) = 5 мЗв.

 

Очевидно, уровни поверхностного загрязнения такой величины следует уменьшить в соответствии с принципом ALARA. Однако, этот пример показывает, как путем указания уровней поверхностного загрязнения в  величинах кратных допустимым уровням, мы можем оценить уровень внутренней опасности.

Важно отметить, что допустимые уровни не являются определенными на международном уровне и могут различаться в разных государствах. Они обычно основаны на дозовых пределах и пределах поступления, установленных МКРЗ, но в некоторых случаях они устанавливаются в терминах долей дозового предела или предела годового поступления, а не основного дозового предела. Следовательно, ссылаясь на допустимые уровни, важно, чтобы Вы знали определение этого предела для страны или государства, в которой Вы измеряете поверхностное загрязнение. Это даст Вам возможность правильно оценить дозу, связанную с измеренным уровнем загрязнения.

 

Обращаясь к допустимым уровням, важно, чтобы Вы знали точное определение этих пределов, так как это даст Вам возможность правильно оценить дозу, связанную с измеренным уровнем загрязнения.