В чем заключаются дозиметрический контроль. Физико-химические свойства и методы контроля качества товаров
Дозиметрический контроль включает контроль облучения личного состава служб ЧС, радиоактивного и химического загрязнения людей, техники, материальных средств, продовольствия, воды и объектов внешней среды.
Задачи дозиметрического контроля определяются особенностями и масштабами практической деятельности и, в первую очередь, направлены на достижение следующих целей:
· подтверждения соответствия требованиям санитарного законодательства радиационно-гигиенических условий и выявление радиационной опасности;
· расчет текущих и прогнозируемых уровней облучения населения, а также техники, материальных средств, продовольствия, воды и объектов внешней среды
· обеспечение исходной информации для расчета доз и принятия решений в случае аварийного облучения, подтверждения качества и эффективности радиационной защиты людей
Данные дозиметрического контроля могут быть использованы также для:
· совершенствования применяемых и разработки новых технологии,
· предоставление населению информации, которая позволяет им понять как, где и когда они были облучены, что в свою очередь, поможет им в дальнейшем избегать дополнительного облучения,
· сопровождения обязательного медицинского обследования населения;
· эпидемиологического наблюдения за облученными контингентами
Принцип обнаружения ионизирующих (радиоактивных) излучений (нейтронов, гамма-лучей, бета - и альфа-частиц) основан на способности этих излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной физических и химических изменений в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким изменениям среды относятся: изменения электропроводности веществ (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение) некоторых веществ; засвечивание фотопленок; изменение цвета, окраски, прозрачности, сопротивления электрическому току некоторых химических растворов и др.
Для обнаружения и измерения ионизирующих излучений используют следующие методы: фотографический, сцинтилляционный, химический и ионизационный.
Фотографический метод основан на степени почернения фотоэмульсии. Под воздействием ионизирующих излучений молекулы бромистого серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаются на серебро и бром. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые и вызывают почернение фотопленки при её проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры.
Сцинтилляционный метод . Некоторые вещества (сернистый цинк, йодистый натрий) под воздействием ионизирующих излучений светятся. Количество вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов - фотоэлектронных умножителей.
Химический метод . Некоторые химические вещества под воздействием ионизирующих излучений меняют свою структуру. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием соляной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. Двухвалентное железо в кислой среде окисляется в трехвалентное под воздействием свободных радикалов HO 2 и ОН, образующихся в воде при её облучении. Трехвалентное железо с красителем дает цветную реакцию. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основаны химические дозиметры ДП-70 и ДП-70М.
В современных дозиметрических приборах широкое распространение получил ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений.
Ионизационный метод. Под воздействием излучений в изолированном объеме происходит ионизация газа: электрически нейтральные атомы (молекулы) газа разделяются на положительные и отрицательные ионы. Если в этот объем поместить два электрода, к которым приложено постоянное напряжение, то между электродами создается электрическое поле. При наличии электрического поля в ионизированном газе возникает направленное движение заряженных частиц, т.е. через газ проходит электрический ток, называемый ионизационном. Измеряя ионизационный ток, можно судить об интенсивности ионизирующих излучений.
Газоразрядный счетчик используется для измерения радиоактивных излучений малой интенсивности. Высокая чувствительность счетчика позволяет измерять интенсивность излучения в десятки тысяч раз меньше той, которую удается измерить ионизационной камерой.
Газоразрядный счетчик представляет собой полый герметичный металлический или стеклянный цилиндр, заполненный разряженной смесью инертных газов (аргон, неон) с некоторыми добавками, улучшающими работу счетчика (пары спирта). Внутри цилиндра, вдоль его оси, натянута тонкая металлическая нить (анод), изолированная от цилиндра. Катодом служит металлический корпус или тонкий слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного корпуса счетчика. К металлической нити и токопроводящему слою (катоду) подают напряжение электрического тока.
В газоразрядных счетчиках используют принцип усиления газового разряда. В отсутствие радиоактивного излучения свободных ионов в объеме счетчика нет. Следовательно, в цепи счетчика электрического тока также нет. При воздействии радиоактивных излучений в рабочем объеме счетчика образуются заряженные частицы. Электроны, двигаясь в электрическом поле к аноду счетчика, площадь которого значительно меньше площади катода, приобретают кинетическую энергию, достаточную для дополнительной ионизации атомов газовой среды. Выбитые при этом электроны также производят ионизацию. Таким образом, одна частица радиоактивного излучения, попавшая в объем смеси газового счетчика, вызывает образование лавины свободных электронов. На нити счетчика собирается большое количество электронов. В результате этого положительный потенциал резко уменьшается и возникает электрический импульс. Регистрируя количество импульсов тока, возникающих в единицу времени, можно судить об интенсивности радиоактивных излучений.
ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ (греч, dosis доза, порция + metreo мерить, измерять) -- система мероприятий, обеспечивающая измерение, оценку и регистрацию дозы ионизирующего излучения (ИИ), получаемого человеком, а также уровней загрязнения радиоактивными веществами воздуха, воды, почвы, продуктов питания.
Цель Д. к.- обеспечение радиационной безопасности персонала и населения.
Библиография: Дозиметрические и радиометрические методики, под ред. Н. Г. Гусева и др., М., 1966; НадировЮ. С. и д р. Защита подразделений от оружия массового поражения, М., 1968, библиогр.; Нормы радиационной безопасности (НРБ-7 6), М., 1977; Основные требования к дозиметрическому контролю персонала (сер. изд. по безопасности № 14), Вена, МАГАТЭ, 1966; О ш e р о в С. А. и Заостровцeв И. Т. Учебное пособие по медицинской службе гражданской обороны, М., 1973; Руководство по дозиметрическому контролю окружающей среды при нормальных рабочих условиях (сер. изд. по безопасности № 16), Вена, МАГАТЭ, 1967; Тимофеев Б. Н. и H e с ы-т о в Ю. К. Прогнозирование радиоактивного заражения, М., 1969, библиогр.
А. Н. Марей; Р. Г. Имангулов (воен.).
Как уже говорилось, основой таких поражающих факторов, как проникающая радиация и радиоактивное заражение местности являются ионизирующие излучения различной природы ( - , - и - излучения и нейтроны), которые не обнаруживаются органами чувств людей, а их негативное проявление маскируется скрытым периодом действия.
Вследствие этих особенностей возникает необходимость в проведении определенных мероприятий для выявления и своевременной оценки их воздействия на людей с целью принятия необходимых мер защиты.
Одним из таких мероприятий, входящих в радиационную защиту населения, является радиационный и дозиметрический контроль (РиДК).
Радиационный и дозиметрический контроль предназначен для решения следующих задач:
Установление факта и степени радиоактивного заражения (загрязнения) любых элементов и объектов окружающей среды (местности, воздуха, воды, одежды, продовольствия, техники, зданий, сооружений и т.п.)
Выявления зон радиоактивного заражения (загрязнения) местности и видов ИИ.
Определение качества дезактивации зараженных объектов.
Определение доз облучения, получаемых людьми при нахождении в зонах радиоактивного заражения (загрязнения).
Первые три задачи входят в радиационный контроль (в военное время - в радиационную разведку). Четвертая задача является одной из задач контроля облучения (дозиметрического контроля ).
Радиационный контроль проводится приборными средствами: индикаторами, рентгенометрами и радиометрами.
Контроль облучения (дозиметрический контроль) подразделяется на индивидуальный и групповой , причем индивидуальный контроль облучения проводится приборными средствами, а групповой контроль может вестись как приборными средствами, так и расчетным методом .
Для индивидуального дозиметрического контроля применяются индивидуальные дозиметры, а для группового приборного контроля – дозиметрические сигнализаторы и дозиметры.
Индивидуальный контроль проводится для получения конкретных данных о дозах облучения каждого человека, работающего в зонах радиоактивного загрязнения.
Групповой контроль служит для получения данных о средних дозах облучения, получаемых персоналом и формированиями при работе в зонах радиоактивного заражения и населением при нахождении на загрязненных территориях.
Групповой контроль расчетным методом вводится для части населения, не охваченной контролем с помощью технических средств. Он заключается в определении дозы облучения по средним уровням радиации с учетом продолжительности облучения и защищенности людей.
Учет доз облучения при любом виде дозиметрического контроля ведется уполномоченными органами (чаще всего медицинскими) и обязательно отражается в соответствующих журналах и карточках учета.
Приборы радиационного и дозиметрического контроля.
Методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений.
Принцип обнаружения ионизирующих излучений основан на их способности ионизировать вещество среды, т.е. изменять его физические и химические свойства, которые могут быть обнаружены и измерены. Такими свойствами являются: засвечивание фотоматериалов, изменение окраски некоторых химических растворов, люминесценция некоторых веществ, изменение электропроводности газов. Перечисленные изменения в веществах составляют основу методов обнаружения и измерения ИИ.
Фотографический метод основан на сравнении степени почернения фотоэмульсии под воздействием ИИ с эталоном. На этом принципе основаны индивидуальные фотодозиметры.
Химический метод заключается в том, что под действием ИИ в химическом растворе происходят реакции окисления или разложения и образовавшиеся вещества вступают в реакцию с индикаторным веществом, меняющим цвет раствора. По интенсивности окраски судят о поглощенной дозе. Этот метод используется в химических дозиметрах.
Сцинтилляционный метод основан на свойствах некоторых веществ под действием ИИ либо светиться (радиолюминисценция), либо накапливать энергию, которая под действием УФ- или ИК-излучения вызывает видимое свечение (радиофотолюминисценция и радиотермолюминисценция соответственно). Свойство радиолюминисценции используется в измерителях мощности дозы, а два других свойства – в индивидуальных дозиметрах.
Ионизационный метод использует свойство ионизированного газа под действием сил электрического поля проводить ионизационный ток, который позволяет судить об интенсивности ионизирующих излучений.
Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство (см. Рис.1.). В простейшем случае этот прибор состоит из двух электродов, пространство между которыми заполнено газом. К электродам приложена разность потенциалов, создающая между ними электрическое поле. Положительные и отрицательные ионы, образовавшиеся под действием ИИ, движутся к электродам, что и вызывает протекание ионизационного тока в цепи.
Ионизационный ток пропорционален интенсивности излучения, но сложным образом: зависит от напряжения, приложенного к электродам. Эта зависимость называется вольт-амперной характеристикой прибора и показана на рис.2..
На характеристике выделяются три области. Первая область характеризуется тем, что с ростом напряжения растет ионизационный ток, т.к. все большее число ионов достигает электродов и не рекомбинирует. Это область рекомбинации.
В области II все образовавшиеся ионы достигают электродов. Поэтому при увеличении напряжения от V 1 до V 2 ток в цепи не изменяется. Это область насыщения, в ней работают ионизационные камеры , измеряющие поглощенные или экспозиционные дозы ИИ.
Увеличение напряжения на электродах выше V 2 приводит к возрастанию ионизационного тока. Это происходит потому, что в сильных электрических полях энергия ионов, приобретаемая ими на длине свободного пробега, становится столь большой, что они сами уже способны производить ионизацию при столкновении с нейтральными молекулами. В результате количество пар ионов, достигающих электродов, будет превышать то количество, которое образовалось под воздействием ИИ. Эта область напряжений называется областью ударной ионизации. Приборы, которые работают в этой области, называются газоразрядными счетчиками. Они используются для измерения мощности дозы ИИ малой интенсивности, т.к. обладают чувствительностью в 10 4 раз выше, чем в ионизационной камере.
Чтобы предотвратить переоблучение работающих, необходим тщательный дозиметрический контроль, позволяющий своевременно выявить и устранить источники излучения, загрязнения воздуха, оборудования, помещений, спецодежды и рук радиоактивными веществами.
Эта работа проводится специальной дозиметрической службой или специально выделенным лицом.
При проведении оперативного дозиметрического контроля согласно НРБ-76/87 следует руководствоваться допустимыми и контрольными уровнями. Объем контроля устанавливается в зависимости от радиационной обстановки и может включать контроль за следующими параметрами: мощность дозы в-, у-, п- и других излучений; содержание газов и аэрозолей в воздухе и радионуклидов в жидких отходах; выброс радионуклидов в атмосферу; уровень загрязнения радионуклидами поверхностей, кожных покровов и одежды, объектов внешней среды, транспортных средств; индивидуальная доза внешнего и внутреннего облучения.
Дозиметрические приборы в помещениях оборудуются световой и звуковой сигнализацией, предупреждающей персонал о повышении уровня излучения. При необходимости предусматривается сигнализация трех уровней: нормального, предварительного, аварийного.
Ионизирующие излучения измеряются и обнаруживаются по тем специфическим физическим процессам, которые происходят при взаимодействии этих излучений с веществами (ионизация, возбуждение атомов и т.д.). Во всех случаях регистрируются ионизация или обусловленные ею вторичные эффекты.
В настоящее время разработано большое число различных приборов дозиметрического контроля, в основу которых положены следующие методы: ионизационный, основанный на способности излучения ионизировать воздух, сцинтилляционный, основанный на способности некоторых кристаллов испускать вспышки видимого света при поглощении энергии ионизирующих излучений; фотографический, основанный на способности фотографической эмульсии чернеть при воздействии на нее ионизирующего излучения.
Большинство выпускаемых дозиметрических (регистрирующих суммарную ионизацию) и радиометрических (определяющих количество радионуклидов по интенсивности испускаемых ионизирующих излучений) приборов не являются универсальными и могут использоваться в сравнительно небольшом диапазоне энергий.
В данной области не существует универсальных методов и приборов, применяемых в любых, каких угодно условиях. Каждый метод и прибор имеет свою область применения. Использование его за пределами этой области может привести к грубым ошибкам.
Только специальные знания позволяют на основании показаний измерительного прибора (дозиметра, радиометра, спектрометра) получить правильное численное значение измеряемой величины.
Например, в случае радиометра по скорости счета - активность пробы или потока ионизирующего излучения, в случае фотодозиметра по почернению пленки - экспозиционную или поглощенную дозу, в случае спектрометра по числам отсчетов в каналах анализатора - спектр измеряемого излучателя.
Кроме того, всю аппаратуру радиационного контроля можно подразделить на приборы стационарные и переносные.
Измерения
Производственный контроль при работе с техногенными источниками излучения осуществляется за всеми основными радиационными показателями, определяющими уровни облучения персонала и населения. В соответствии с НРБ-99 в каждой организации система радиационного контроля должна предусматривать конкретный перечень видов контроля, типов радиометрической и дозиметрической аппаратуры, точек измерения и периодичности контроля.
Контроль за радиационной обстановкой в зависимости от характера проводимых работ включает:
Измерение мощности дозы рентгеновского, гамма- и нейтронного излучений, плотности потоков частиц ионизирующего излучения на рабочих местах, в смежных помещениях, на территории организации, в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения;
Измерение уровней загрязнения радиоактивными веществами рабочих поверхностей, оборудования, транспортных средств, средств индивидуальной защиты, кожных покровов и одежды персонала;
Определение объемной активности газов и аэрозолей в воздухе рабочих помещений;
Измерение или оценку активности выбросов и сбросов радиоактивных веществ;
Определение уровней радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения.
Выделяют три основных вида дозиметрического контроля внешнего профессионального облучения:
Текущий контроль;
Оперативный контроль;
Аварийный контроль.
Задача текущего контроля заключается в определении индивидуальной дозы профессионального облучения работника в нормальных условиях эксплуатации источников ионизирующих излучений.
Задача оперативного контроля заключается в определении индивидуальной дозы профессионального облучения работника при выполнении запланированных работ, связанных с возможным повышенным внешним облучением. К ним относятся операции по ремонту и техническому обслуживанию оборудования, когда повышенное облучение не планируется, а также работы в условиях планируемого повышенного облучения, включая работы по ликвидации последствий радиационных аварий.
Задача аварийного контроля заключается в определении больших доз облучения работника в случае выхода источника из-под контроля.
Приборы для дозиметрического контроля как внешнего, так и внутреннего облучения делятся на приборы группового контроля и индивидуального контроля.
Групповой дозиметрический контроль(ГДК) – это контроль облучения персонала, заключающийся в определении индивидуальных доз облучения работников на основании результатов измерений характеристик радиационной обстановки в рабочем помещении (на рабочих местах) с учетом времени пребывания там персонала.
Индивидуальный дозиметрический контроль(ИДК) – это контроль облучения персонала, заключающийся в определении индивидуальных доз облучения работника на основании результатов индивидуальных измерений характеристик облучения тела или отдельных органов каждого работника.
Индивидуальная доза облучения должна регистрироваться в журнале с последующим внесением в индивидуальную карточку, а также в машинный носитель для создания базы данных в организациях. Копия индивидуальной карточки работника в случае его перехода в другую организацию, где проводится работа с источниками излучения, должна передаваться на новое место работы; оригинал должен храниться на прежнем месте работы. Результаты индивидуального контроля доз облучения персонала должны храниться в течение 50 лет. При проведении индивидуального контроля необходимо вести учет годовых эффективной и эквивалентных доз, эффективной дозы за 5 последовательных лет, а также суммарной накопленной дозы за весь период профессиональной работы.
Для ГДК используются стационарные и переносные, так называемые инспекционные, дозиметрические приборы. Для ИДК применяются индивидуальные дозиметры.
По виду и назначению дозиметры могут быть условно разделены на следующие группы:
1) дозиметры – приборы, измеряющие экспозиционную или поглощенную дозу ионизирующих излучений;
2) радиометры – приборы, измеряющие плотность потоков ионизирующих излучений (интенсивность внешних потоков бета-частиц, нейтронов и др.);
3) спектрометры – приборы, измеряющие энергию частиц ионизирующих излучений.
В комбинированных приборах могут объединяться функции указанных средств измерений.
Для обнаружения изменения радиационной обстановки по параметрам активности радона и торона и дочерних продуктов их распада применяют радиометры РРА-01М-01, РРА-01М-03, РРА-10, ПОУ-4; по рентгеновскому излучению, гамма-излучению и бета-излучению и измерению эквивалентной дозы применяют дозиметры-радиометры ДРГ-01 «ЭКО» МКГ-01 (подробные сведения приведены в приложении 1).
Поверхностную загрязненность можно установить путем измерения активности мазков, снимаемых с контролируемых поверхностей, или непосредственным измерением с помощью радиометров для определения удельной поверхности активности.
Чаще всего для этой цели используют переносные приборы для контроля поверхностей пола, стен и оборудования, а также устанавливаемые у выходов из помещений стационарные приборы для контроля загрязненности кожных покровов, обуви и одежды персонала.
Метод индивидуальной дозиметрии выбирают в зависимости от вида ионизирующего излучения, особенностей приборов, нужных диапазонов измерений, точности показаний, объема работ.
Дозиметры размещают на участках тела, которые подвергаются наибольшему облучению. Длительность ношения прибора выбирают такой, чтобы показания, по крайней мере, в 2-3 раза превосходили нижний порог показаний прибора (но не больше длительности установленного промежутка регистрации измерений).
Контрольные вопросы к разделу 10:
1. Какие виды ионизирующего излучения существуют, как они характеризуются?
2. Какие излучения обладают наибольшей проникающей способностью?
3. Что является источником ионизирующего излучения?
4. Где и с какой целью применяются ионизирующие излучения?
5. Что такое – активностьрадиоактивного вещества, в каких единицах измеряется?
6. Что такое – активность минимально значимая удельная?
7. Что такое – поглощенная доза, в каких единицах измеряется?
8. Что такое – экспозиционная доза, в каких единицах измеряется?
9. Что такое – эквивалентная доза, в каких единицах измеряется?
10. Что такое – взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения?
11. Что такое – эффективная доза излучения, в каких единицах измеряется?
12. Что такое – предел дозы ионизирующего облучения?
13. Что такое – предел годового поступления ионизирующего облучения?
14. Какие классы работ с источниками ионизирующего излучения существуют и чем они характеризуются?
15. Каковы могут быть последствия при воздействии на человека ионизирующего излучения?
16. Чем оценивается опасность хронического облучения?
17. Какое излучение наиболее опасно при внешнем облучении человека?
18. Какое излучение наиболее опасно при внутреннем облучении человека?
19. Как зависят нормируемые пределы доз (ПД) ионизирующего облучения от категории облучаемых лиц?
21. В чем заключаются дополнительные ограничения для женщин в возрасте до 45 лет, работающих с источниками излучения?
22. В каких случаях нормы радиационной безопасности допускают облучение персонала выше установленных пределов доз?
23. Какой уровень обучения эффективной дозой в течение года рассматривается для персонала группы А как потенциально опасный?
24. Требуется ли лицензирование деятельности организаций, связанной с использованием источников излучения?
25. В течение какого срока действительно санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии санитарным правилам условий работы с источниками физических факторов воздействия на человека?
26. Кто в организации обеспечивает условия сохранности источников излучения?
27. Какие мероприятия необходимо провести в эксплуатирующей организации к моменту получения источника излучения?
28. С какого возраста допускают людей к работе с источниками излучения в качестве персонала группы А?
29. Какие существуют средства защиты работников от ионизирующего облучения?
30. Какие существуют методы защиты работников от ионизирующего облучения?
31. На какие группы по назначению подразделяются защитные экраны?
32. Какие материалы используют для устройства защитных экранов?
33. Можно ли системы вентиляции для помещений, где ведутся работы с радиоактивными веществами, объединять с системами вентиляции помещений, не связанных с применением этих веществ?
34. Какими санитарно-техническими устройствами должны быть оборудованы помещения, в которых ведутся работы с открытыми источниками излучения?
35. В чем заключаются требования к СИЗ для работ с радиоактивными веществами?
36. Какие условия необходимо выполнять при сборе и временном хранении радиоактивных отходов в организациях?
37. Какие требования к местам захоронения радиоактивных отходов следует выполнять?
38. Что включает в себя контроль за радиационной обстановкой в организации?
39. Какие виды дозиметрического контроля внешнего профессионального облучения существуют?
40. В чем заключается групповой дозиметрический контроль?
41. Какие приборы используют для измерения ионизирующего излучения?
42. Как производят захоронение радиоактивных отходов в зависимости от их активности?
43. Как можно охарактеризовать субъективные ощущения при воздействии на организм в производственных условиях ионизирующего излучения?
