








Уровни загрязнения воздуха следует измерять, везде, где может произойти загрязнение воздуха. Этот тип обследования обычно включает отбор воздуха и измерение активности фильтра или самой пробы воздуха. Однако, так как загрязнение воздуха может существовать в трех формах (твердые частицы, газы или пары), при этом используются три немного различающихся метода.
При мониторинге твердых частиц воздух прогоняется через фильтр с помощью насоса с определенной скоростью потока/расходом за определенный период времени. После этого измеряется активность фильтра и затем определяется концентрация загрязнения воздуха.
Для проведения мониторинга твердых частиц в воздухе Вам необходимо иметь:
Типичный прибор для отбора проб воздуха обычно состоит из насоса и откалиброванного расходомера для измерения интенсивности подачи воздуха
Для мониторинга загрязнения воздуха твердыми частицами обычно используются фильтры из стекловолокна. Эти фильтры специально разработаны, для улавливания твердых частицы, при этом они также могут быть предназначены для сбора твердых частиц определенного размера.
|
Обычные фильтры, используемые в лаборатории, вряд ли будут подходить для мониторинга воздуха. Перед использованием фильтров для отбора проб воздуха проверьте, подходят ли они для этого. Поставщик должен обладать этой информацией.
Выбор детектора для измерения активности фильтра будет зависеть от типа загрязнения, которое контролируется. Для загрязнения альфа- и бета-излучателями в качестве датчика пользуются сцинтилляционным детектором ZnS или счетчиком Гейгера-Мюллера с тонким входным окном, чтобы проникали альфа-частицы. Для загрязнения гамма-излучателями пользуются: счетчиком Гейгера-Мюллера; пропорциональным счетчиком, наполненным органическим или благородным газом; или сцинтилляционным детектором NaI.
При проведении мониторинга загрязнения воздуха следует носить перчатки, боты, защитные плащи и очки. Если существует вероятность повышенных уровней загрязнения воздуха, следует также предусмотреть защиту органов дыхания.
Кроме того, Вам не следует забывать контролировать себя после завершения обследования, так как Вы можете быть загрязнены от загрязненных поверхностей или воздуха.
Метод отбора проб воздуха для определения загрязнения твердыми частицами достаточно простой. Воздух насосом продувается через фильтр. Этот фильтр собирает твердые частицы и после определенного времени фильтр измеряется (определяется активность фильтра). Зная расход воздуха, время отбора и эффективность счетной системы, можно рассчитать концентрацию загрязнения воздуха (смотрите Раздел 6.1.4).
В дополнение, есть несколько практических соображений, который необходимо помнить при проведении мониторинга загрязнения воздуха твердыми частицами, они следующие:
Активность воздуха рассчитывает из скорости счета при измерении фильтра, с использованием Формулы 7:
A = C x 100 x 1 [7]
Ec V
где А – активность воздуха в Бк/м3,
С – чистая скорость счета в имп./с (т.е. скорость счета, скорректированная с учетом фона),
Ec – процентная эффективность счетной системы,
V – объем отобранного воздуха в м3.
Отметим, что многие измерения расхода приводятся в литрах в минуту (л/мин). Для перевода, один литр в минуту равен 10-3 кубических метров в минуту, как показано ниже:
|
1 л/мин = 10-3 м3/мин
Следовательно, для перевода л/мин в м3/мин Вам необходимо умножить л/мин на 10-3. Чтобы получить общий объем отбираемого воздуха (в м3), затем необходимо умножить этот объем на время пробоотбора (смотрите Формулу 8).
V = F x 10-3 x t [8]
где V – объем отобранного воздуха в м3,
F – расход (в л/мин),
t – общее время пробоотбора (в минутах).
Пример такого перевода приведен в Примере 6.
ПРИМЕР 6
Вопрос
После пропускания воздуха через фильтр в течении 30 минут при скорости потока 40 л/мин, скорость счета фильтра составляет 40 имп./с. Уровень фона – 10 имп./с. Если эффективность детектора равна 10%, каков уровень загрязнения воздуха твердыми частицами?
Ответ
C = 40 имп./с — 10 имп./с = 30 имп./с
Ec = 10%
F = 40 л/мин
t = 30 мин
Используя Формулу 8:
V = F x 10-3 x t = 40 x 10-3 x 30 = 1.2 м3
Используя Формулу 7:
A = 30 x 100 x 1 = 250 Бк/м3
10 1.2
Следовательно, уровень загрязнения воздуха составляет 250 Бк/м3.
Записи об используемых приборах и измеренных уровнях загрязнения воздуха должны вестись постоянно. По окончанию обследования должен предоставляться подробный отчет. Такой отчет должен включать:
ФОРМА ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА
Место: ____________________ Дата: ________ Время: _______ |
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
Точки обследования | Время контроля
(мин) |
Расход (л/мин) | Начальная скорость счета (имп./с) | Скорость счета после распада радона
(имп./с) |
Уровень загрязнения (Бк/м3) | ||||||||||||
a | b | g | a | b | g | a | b | g | |||||||||
Комментарии / Требующиеся действия | |||||||||||||||||
Подробности о приборе |
Подпись дозиметриста: _______________Дата: ________
Подпись ответственного за рад.без.: _______________ Дата: ________ |
||||||||||||||||
Тип | Серийный номер | Дата калибровки | |||||||||||||||
Отмеченные рекомендации и соответствующие действия, предпринятые или запланированные:
Подпись руководителя (ответственного за территорию): _____________________________ Дата: __________ |
|||||||||||||||||
Рисунок 15
Форма обследования загрязнения воздуха
Если в ходе обследования было обнаружено существенное загрязнение воздуха, следует незамедлительно предпринять соответствующие действия, чтобы ограничить доступ на территорию. В общем, даже низкие уровни загрязнения воздуха считаются неприемлемыми, так как они могут поступать в организм и вызывать ущерб. Следовательно, это обычно обеспечивать, чтобы уровни загрязнения воздуха загрязнения все время поддерживались на настолько низком уровне, насколько это возможно.
Чтобы оценить опасность от загрязнения воздуха, измеренные величины следует сравнить с местными правилами и/или национальными и международными инструкциями. Хотя пределы могут быть приведены в максимальных уровнях Бк/м3, на практике уровни активности загрязнения воздуха обычно приводятся в долях или величинах, пропорциональных допустимой объемной активности в воздухе (ДОА) для отдельного радионуклида (смотрите Модуль 2.3 «Защита от внутренних источников радиационной опасности»). Так же, как и допустимые уровни поверхностного загрязнения, величины ДОА используются на рабочих местах для оценки внутренней радиационной опасности путем соотнесения измеренных уровней загрязнения воздуха с дозовыми пределами (смотрите Пример 7).
ПРИМЕР 7
Вопрос
В рекомендациях МКРЗ ДОА для фосфора-32 (P-32) составляет 2.875 x 103 Бк/м3 (смотрите Модуль 2.3 Защита от внутренних источников радиационной опасности). При проведении обычного обследования загрязнения воздуха на фосфор-32 в лаборатории Вы обнаружили уровни загрязнения приблизительно 150 Бк/м3. Какова ожидаемая эффективная доза за год, которая будет сформирована за счет таких уровней загрязнения воздуха?
Ответ
Облучение в 1 ДОА в течение 2000 часов (8 часов в день, пять дней неделю, 50 недель в год) будет результатом облучения работника, вдыхающего 1 ДОА в год. Из определения ПГП и ДОА такое поступление будет формировать ожидаемую эффективную дозу в 20 мЗв.
Мы имеем (150 ¸ 2.875 x 103) = 0.05 ДОА.
Следовательно, мы можем сказать, что облучение в 0.05 ДОА в течение 2000 часов будет определять ожидаемую эффективную дозу в (0.05 x 20 мЗв) = 1 мЗв.
Метод отбора проб газов включает использование насоса, чтобы прокачивать воздух через высоко эффективные фильтры для улавливания твердых частиц и аэрозолей в камеру. Затем камера герметизируется, и производятся измерения, или измерение идет в процессе пробоотбора.
При мониторинге газовой составляющей загрязнения воздуха Вам необходимы:
Для непрерывного мониторинга Вам также потребуются:
Требования по безопасности для анализа газовой составляющей загрязнения воздуха такие же, как и для анализа твердых частиц (смотрите раздел 6.1.2).
Насос используется, для прокачки воздуха через высоко эффективный фильтр в камеру. Фильтр задерживает твердые частицы и только газовая составляющая загрязнения поступает в камеру. Воздух в камере или проходящий через камеру может рассматриваться как проба, при этом, измеряя проходящий поток, осуществляем его непрерывный мониторинг, а если он загерметизирован для последующих измерений, то говорят о мгновенном пробоотборе.
Следует проявить осторожность, если в воздухе присутствуют такие пары, как йод или тритиевая вода, так как обычный фильтр их не задерживает. Если такие пары присутствуют, то они, вероятно, поступят в камеру и сконденсируются, вызывая таким образом загрязнение камеры. Поэтому, если существует вероятность присутствия таких паров, Вы должны убедиться, что фильтр предотвращает их попадание в камеру. Наилучший способ сделать это – спросить у поставщика фильтров, задерживаются ли они эти пары.
|
Если вероятно присутствие паров при обследовании загрязнения воздуха газами, Вы должны обеспечить, чтобы фильтр мог задерживать эти пары, чтобы они не попадали в камеру.
Активность воздуха рассчитывается с использованием скорости счета от пробы воздуха. Расчеты такие же, как показаны в Примере 6 Раздела 6.1.4, они проводятся для установления уровня загрязнения воздуха радиоактивными газами.
Об обследовании газовой составляющей загрязнения воздуха должен быть предоставлен подробный отчет. Такой отчет должен включать:
Уровни активности воздуха следует сравнивать с местными правилами и/или национальными и международными инструкциями, чтобы гарантировать, что Вы работаете в безопасности. Способ сравнения такой же, как и для загрязнения воздуха твердыми частицами, приведенный в Разделе 6.1.6.
На ядерных объектах обычно контролируется два типа паров – тритий (водород-3) и радиоактивный йод (обычно йод-131). Методы мониторинга отличается, но по существу оба включают улавливание парообразных радионуклидов из воздуха, используя подходящий сорбирующий материал, и затем измерение уровня загрязнения сорбирующего материала. В качестве сорбирующего материала используют активированный древесный уголь для радиойода и дистиллированную воду для трития.
Оборудование, необходимое для мониторинга радиойода такое же, как для мониторинга загрязнения воздуха твердыми частицами, за исключением того, что необходим дополнительный фильтр из активированного угля. Итак, для мониторинга радиойода Вам необходимо:
При мониторинге трития используется техника барботирования. Она заключается в пропускание воздуха через стеклянный сосуд, наполненный дистиллированной водой (которая играет роль улавливателя) с известной скоростью потока (расходом). Для мониторинга трития вам необходимы:
Требования к безопасности при мониторинге паров такие же, как и при определении загрязнения воздуха твердыми частицами (смотрите Раздел 6.1.2).
Метод мониторинга радиойода такой же, как и для мониторинга загрязнения воздуха твердыми частицами (смотрите Раздел 6.1.3). Однако, фильтр для твердых частиц должны быть расположен перед фильтром из активированного угля, чтобы обеспечить, что твердые частицы улавливаются прежде, чем воздух поступает на угольный фильтр.
Помните, что угольный фильтр должен быть измерен дважды, один раз непосредственно после пробоотбора, а второй через несколько часов, чтобы принять во внимание распад дочерних продуктов радона.
Для мониторинга трития воздух пропускается через колбу, содержащую дистиллированную воду с расходом приблизительно 10 л/мин. После пробоотбора проба воды измеряется на жидкостном сцинтилляционном счетчике.
Отметим, что когда Вы испытываете улавливающую систему в первый раз, Вам следует подтвердить, что улавливаются все пары из воздуха. Это можно сделать, имея две или три ловушки, соединенные последовательно. Пробоотбор в каждой ловушке проводится отдельно, Вы сможете увидеть, сколько ловушек Вам необходимо для полного сбора паров. Одно условие, которое будет определять необходимое количество ловушек, – это расход воздуха. Если он значительно возрастает, Вам понадобиться большее количество ловушек.
Для мониторинга радиойода и трития активность воздуха рассчитывается с использованием скорости счета от улавливающего материала. Расчеты такие же, как в Примере 6 в Разделе 6.1.4, могут быть проведены для определения уровня загрязнения воздуха.
Об обследовании содержания радиоактивных паров загрязняющих воздуха должен быть предоставлен подробный отчет. Такой отчет должен включать:
Уровни активности воздуха следует сравнивать с местными правилами и/или национальными и международными инструкциями, чтобы гарантировать, что Вы работаете в безопасности. Способ сравнения такой же, как и при определении загрязнения воздуха твердыми частицами, приведенный в Разделе 6.1.6.
Теперь выясните, как много Вы усвоили, отвечая в ваших рабочих тетрадях на следующие вопросы:
1. Заполните пропуски подходящими словами или выражениями:
а) При мониторинге загрязнения воздуха твердыми частицами, твердые частицы улавливаются ______ ______ фильтрами.
б) При мониторинге газообразной составляющей загрязнения воздуха, воздух сначала отфильтровывается, а затем _________ в воздушной камере. Воздух в камере может быть измерен как проба, проходящая через камеру (__________ мониторинг), или он может быть загерметизирован и затем измерен (_________ пробоотбор).
в) Фильтр из _________ ________ используется для мониторинга радиойода. Чтобы обеспечить, что частицы улавливаются перед попаданием на основной фильтр, ______ главным фильтром должен быть установлен дополнительный фильтр.
г) Тритий может улавливаться в _________ ______. Затем может быть взята проба уловленного материала и измерена на ________ __________ счетчике.
2. Пробы воздуха должны отбираться близко к зоне дыхания работника. Почему?
3. Фильтры должны обсчитываться дважды: первый раз сразу после пробоотбора, а затем спустя несколько часов. Почему?
4. а) Йод-131 (I-131) используется в лаборатории, где может произойти загрязнение воздуха. Воздухозаборник работает в лаборатории в течении одного часа со скоростью потока воздуха 30 л/мин. Фильтры из активированного угля измерялись на счетчике с эффективностью 5% и счет пробы составил 45 импульсов, 24 импульса было получено за время 300 секунд. Измеренный уровень фона составляет 24 импульса за 300 секунд. Не принимая во внимание вклад дочерних продуктов распада радона, рассчитайте активность воздуха по I-131 в Бк/м3.
б) В рекомендациях МКРЗ рассчитана ДОА йода-131, которая составляет 7.5 x 102 Бк/м3 (смотрите Модель 2.3 «Защита от внутренних радиационных опасностей»). Какова ожидаемая эффективная доза за год, которая может быть вызвана загрязнением воздуха с уровнями, рассчитанными выше в пункте а)?
Теперь сверьте свои ответы с правильными ответами в ваших рабочих тетрадях.
Это задание должно быть завершено перед тестовым заданием, поэтому потратьте некоторое время, чтобы изучить этот модуль. Затем свяжитесь с вашим руководителем, чтобы договориться о подходящем времени, чтобы завершить это задание.
Вторичный стандарт | Стандарт измерения, который напрямую связан с первичным стандартом и может быть использован для калибровки приборов радиационного мониторинга. |
Датчик | Детектор ионизирующего излучения. |
Детектор ионизирующего излучения | Датчик прибора для радиационного мониторинга, который регистрирует ионизирующее излучение. |
Дозиметр, измеряющий мощность дозы | Прибор, используемый для измерения мощности дозы от источника ионизирующего излучения. |
Дозиметрический прибор | Прибор, который включает детектор ионизирующего излучения и связанную с ним электронику для измерения количества падающего ионизирующего излучения. |
Допустимая объемная активность (ДОА) | Концентрация радионуклида в воздухе (в беккерелях на кубический метр), которая соответствует поступлению одного ПГП в год. |
Допустимый уровень поверхностного загрязнения (ДУ) | Уровень, который контролирует величину поверхностного загрязнения для того, чтобы удержать дозы ниже основных дозовых пределов. |
Загрязнение воздуха | Радиоактивное загрязнение воздуха измеряется в беккерелях на кубический метр. |
Калибровка | Процесс определения абсолютных значений, соответствующих градуировкам шкалы прибора. |
Калибровочные коэффициенты | Коэффициенты, которые могут быть использованы для установления соответствия между измеренной величиной и реальной активностью, мощностью дозы или уровнем загрязнения. |
Косвенный мониторинг поверхности | Процесс отбора мазков с поверхности для оценки уровня нефиксированного загрязнения. |
Мгновенный пробоотбор | Процесс отбора пробы газа в камере с последующей её герметизацией для последующего измерения пробы для определения загрязнения воздуха |
Нефиксированное загрязнение | Радиоактивное загрязнение, которое не зафиксировано на поверхности. |
Нижний предел детектирования | Наименьшая мощность дозы или уровень загрязнения, который может быть зарегистрирован с помощью прибора. |
Первичный стандарт | Абсолютный стандарт измерения, используемый для калибровки приборов для радиационного мониторинга. |
Поверхностное загрязнение | Радиоактивное загрязнение на поверхности, измеряемое в беккерелях на квадратный сантиметр (или метр). |
Предел годового поступления (ПГП) | Количество радиоактивности, измеренное в беккерелях, которое, поступая в организм стандартного человека, обуславливает ожидаемую эффективную дозу, равную основному дозовому пределу. |
Прямой мониторинг поверхности | Процесс измерения общего загрязнения поверхности путем контроля поверхности непосредственно датчиком. |
Радиометр | Прибор, который используется для измерения уровней загрязнения. |
Фиксированное загрязнение | Радиоактивное загрязнение, зафиксированное (прочно связаное) на поверхности. |
Эквивалент амбиентной дозы | Операционная величина, измеряемая с помощью дозиметров. Эти измерения являются хорошим приближением эффективной дозы. |