Оценка радиологического воздействия

Оценка радиологического воздействия

Перед проведением любых работ с радиоактивными материалами должна быть оценена доза потенциального облучения, которую может получить оператор и другие лица.

Оценка радиологической дозы должен включать воздействия от всех возможных путей облучения, которые могут ожидаться при проведении трассерного исследования.

  • Внешняя доза.
  • Ингаляционное поступление радиоактивного трассера.
  • Попадание радиоактивного трассера с пищей. Включая возможность попадания вместе с водой или загрязнёнными продуктами питания. Оба эти пути должны быть минимизированы средствами контроля над утечками/рассеиванием трассера.

1.1.           Воздействие на оператора

Основное радиационное воздействие на оператора обуславливается уровнем мощности дозы от трассера в контейнере и при его вводе в систему.  Это может определяться путём подсчёта  мощности дозы от радиоактивного трассера без защитных оболочек, с последующей коррекцией этого значения учетом защитных оболочек и расстояния нахождения оператора от источника. Результирующую мощность дозы затем умножают на время проведения инъекции.

Пример

Оцените потенциальный уровень дозы для оператора, выполняющего следующие тесты с радиоактивными трассерами.

  • Тест включает использование 3.7 ГБк Иридия-192.
  • Радиотрассер находиться в свинцовом контейнере диаметром    5 см.  и толщиной стенок в  2 см.
  • Тело оператора находится в 0.5 м. от свинцового контейнера  в течение инъекции и используются щипцы для удержания рук на расстоянии  0.2 м. от контейнера.
  • Ввод радиоизотопного трассера так же требует того, чтобы оператор находился в непосредственной близости от контейнера с источников в течение 30-ти секунд.
    • Радиотрассер вводится в оборудование цеха и выводится с материалами, используемыми в процессе почти сразу же.

Данные

  • Гамма постоянная для Ir-192 составляет 1.59 x 102 мкЗв/ч ГБк  на 1 метр (в приближениях точечного источника).
  • Слой свинца для десятикратного ослабления излучения для Ir-192  составляет 20 мм.

Мощность дозы на расстоянии  1 метр от незащищенного источника составит:

3.7 x 1.59 x 102 = 588 мкЗв/ч

Мощность дозы на расстоянии  1 метр от источника, помещенного в свинцовый контейнер с толщиной стенок 2см. (слой десятикратного ослабления):

588 x  = 58.8 мкЗв/ч.

Тело оператора находится на расстоянии в 0.5m  от свинцового контейнера.  Используя закон обратных квадратов, мощность дозы в этой точке составит:

= 235 мкЗв/ч.

Руки оператора находятся на расстоянии в 0.2 м.  от свинцового контейнера.  Опять, используя закон обратных квадратов, получим, что мощность дозы в данной точке составит:

= 1470 мкЗв/ч.

Доза облучения тела оператора за 30 секунд необходимых для проведения инжекции может составить

235 мкЗв/ч x секунд = 19.6 мкЗВ или 0.02 мЗв.

Доза на кисти рук за эти 30 секунд может составить

1470 мкЗв/ч x секунд = 122.5 мкЗв или 0.12 мЗв.

Ингаляционного поступления радиоактивного трассера не должно произойти в нормальных условиях.  Тем ни менее, оно может быть рассмотрено на этапе планирования работ, для обеспечения максимальной безопасности рабочих процедур.

1.2.           Воздействие на лиц из населения

Потенциальное воздействие трассера на человека из населения не участвующего непосредственно в работах должно быть оценено.  Этот человек может находиться возле барьера в время введения трассера в систему и таким образом получить внешнюю дозу.  Он может также вдохнуть или проглотить некоторое количество трассера после того, как он проникнет в окружающую среду и таким образом получить внутреннюю дозу.

Уровень дозы внешнего облучения на линии барьера может быть подсчитан. Используя предыдущий пример, если барьер находится в 10-ти метрах  от места введения трассера, доза может быть следующей:

Используя закон обратных квадратов, мощность дозы на расстоянии 10 метров от источника составит:

58.8 x = 0.588 мкЗв/ч.

При длительности инъекции в 30 секунд индивидуальная доза потенциального облучения рассматриваемого человека составит:

0.588 мкЗв/ч x = 0.05 мкЗв.

Если трассер является растворимым и со сбросами попадает в водный поток, может возникнуть весьма небольшая возможность того, что некто может выпить эту воду и таким образом получить дозу внутреннего облучения.

Приведенные далее  оценки потенциальной дозы внутреннего облучения являются  простыми и неточными. Если дозы потенциального облучения достаточно значимы, требуются более реалистичные и точные методы их оценки.

Если во время рассматриваемого процесса степень разбавления трассера в воде оценивается в 10,000,000 л (1 x 107 л), его концентрация в воде составит:

= 370 Бк/л Ir-192.

Принимая во внимания весьма малую вероятность того, что кто-либо в течение года будет потреблять эту воду, а так же пренебрегая радиоактивным распадом используемого изотопа, оценим ожидаемую эффективную дозу внутреннего облучения.

Среди населения определяется критическая группа с наиболее высоким эффективным дозовым коэффициентом (см. Таблицу 1). Критической группой могут быть новорождённые,  дети и взрослые. Хотя дозовый коэффициент для  орального поступления  Иридия-192  может быть выше для новорождённых, но общее потребление воды у них ниже,  поэтому эффективный дозовый коэффициент должен учитывать общее потребление воды различными группами населения. Группа с максимальным эффективным дозовым коэффициентом – это критическая группа.

Таблица 1

Определение критической группы

Возраст группы Дозовый коэффициент

(Зв/Бк)

Потребление воды

(л/год)

Эффективный дозовый коэффициент
новорождённые (1год) 1.3 x 10-8 260 3.4 x 10-6
дети (10 лет) 2.8 x 10-9 350 9.8 x 10-7
взрослые (муж) 1.4 x 10-9 600 8.4 x 10-7

 

Ясно, что критической группой являются новорожденные.

Для оценки ожидаемой эффективной дозы проведем следующие расчеты:

Шаг 1: Подсчитаем годовое поступление радионуклида путём умножения годового  потребления воды на концентрацию в ней Иридия-92.

Годовое поступление   = 260 л/год x 370 Бк/л

= 96200 Бк/год

= 96.2 кБк/год

Шаг 2: Подсчитаем ожидаемую эффективную дозу путем умножения  годового поступления на эффективный дозовый коэффициент.

Ожидаемая эффективная доза = 3.4 x 10-6 Бк/Зв x 370 Бк/л

= 0.001258 Зв

@ 1.3 мЗв.

Это превышает предел населения и недопустимо.

Теперь мы нуждаемся в проведении более реалистичных вычислений. Например, воздействие на население ограничивается потреблением воды содержащей трассер только в течении одного дня. Тогда доза может оцениваться, исходя из ежедневного объема потребления воды, и составит:

мЗв = 3.6  мкЗв.

Уровень потенциального облучения для любого человека оценивается суммарной эффективной дозой,  предполагая, что он получает как внутреннее, так и внешнее облучение и он в рассматриваемом примере составит:

0.05 мкЗв + 3.6 мкЗв = 3.7 мкЗв.

Даже эти цифры ещё возможно завышены, но они являются допустимыми, так как не превышают значений рекомендованных МАГАТЭ ( IAEA safety series No 115 exemption level of 10 mSv individual dose (Schedule I – Exemptions.  Annual limit)).  Поэтому мы не нуждаемся в дальнейшем уточнении полученных оценок.

 

Если существует возможность для кого-либо подвергнуться воздействию радиоактивных трассеров загрязняющих воздух потенциальная эффективная доза от ингаляционного поступления и внешнего облучения от радиоактивного облака так же должна быть подсчитана.

Это более сложный процесс, чем  описанный ранее и включает оценку концентрации трассера в воздухе. Эта концентрация будет зависеть  от предполагаемого количества высвобожденного трассера. Вы не будете изучать данные подсчёты в этом модуле, но должны осознавать различия в проведении  этих подсчётов.

Информация о таких подсчётах содержится в  публикациях МАГАТЭ (IAEA Safety Reports Series No. 19 “Generic Models for Use in Assessing the Impact of Discharges of Radioactive Substance to the Environment”, 2001).