Контрольная работа по «Основам радиационной безопасности»

     Далее излагаются  основные характеристики газонаполненных  детекторов ионизирующего излучения,  работающих в пределах рассмотренных  областей.

     Ионизационная камера.       

     Ионизационная  камера является одним из самых  распространенных детекторов и применяется для регистрации и измерения характеристик излучений всех видов. По конструкции ионизационные камеры подразделяются на плоские, цилиндрические и шаровые. Необходимо отметить, что традиционно используемый термин «плоские камеры», строго говоря, не является точным, т.к. в действительности, соответствующие камеры имеют форму прямоугольного параллелепипеда.

     В  плоских камерах электроды представляют  собой пластины, заключенные в корпус. Пластины разделены газовым слоем. Между электродами возникает однородное электрическое поле. У краев электродов однородность нарушается. В окрестности краев электрическое поле ослабляется, поэтому доля собираемых на электродах ионов из краевых областей меньше, чем из центральных. Это является одним из недостатков плоской камеры. Его следствие- трудность установления рабочего объема камеры, т.е. того объема, из которого на электродах собираются все заряды, появившиеся в результате первичной ионизации.

        Пропорциональный счетчик.

     Импульсы  напряжения на выходе высокочувствительных  ионизационных камер невелики, поэтому для работы с ними используются усилительные схемы. Важным отличием пропорционального счетчика является усиление первичной ионизации. Коэффициент газового усиления k в пропорциональной области достигает 10³¸10⁴. При одинаковой первичной ионизации, амплитуда импульса тока от пропорционального счетчика в k раз больше, нежели от ионизационной камеры. Схема усиления сигналов при этом значительно упрощается.

     Конструкция  пропорционального счетчика выбирается  исходя из необходимости получения достаточно высокого коэффициента газового усиления при сравнительно небольших размерах. В наибольшей степени для этого пригодны цилиндрические счетчики.

      Счетчик Гейгера.      

     Функционирование  газонаполненных счетчиков в  области ограниченной пропорциональности  на практике не используется. Коэффициент газового усиления  в этой области зависит от  напряжения и от первичной ионизации, что делает счетчик неудобным для регистрации.

     Счетчики, работающие в области Гейгера,  называются в честь изобретателей  счетчиками Гейгера или Гейгера-Мюллера. Их конструкция не отличается от конструкции пропорциональных счетчиков. На счетчик Гейгера подается более высокое напряжение. В результате увеличиваются объем критической области и коэффициент газового усиления, который может достигать значений 10¹⁰. Поэтому для счетчиков Гейгера характерна самая высокая чувствительность среди газонаполненных детекторов. С выхода счетчика снимают мощные импульсы напряжения, амплитуда которых может достигать 50 В.

     В  процессе лавинного размножения  электронов образуется огромное  число ионов и возбужденных молекул. Последние испускают очень интенсивное ультрафиолетовое излучение, которое является причиной вырыва фотоэлектронов как из материала корпуса счетчика, так и из атомов или молекул газа. Фотоэлектроны порождают новые лавины электронов; газовый разряд быстро охватывает весь внутренний объем счетчика.

     В  пропорциональном счетчике в  процессе развития лавин также  возникают возбужденные атомы, однако интенсивность испускаемого ими ультрафиолетового излучения значительно меньше, нежели в счетчике Гейгера. Поэтому область газового разряда занимает только незначительную часть объема пропорционального счетчика.

          Сцинтилляционные счетчики.

     Сцинтилляционный  метод регистрации основан на  свойстве возбужденных молекул некоторых веществ (такие вещества также называются фосфорами) испускать излучение, лежащее в световой области электромагнитной шкалы. Прохождение ионизирующей частицы через такое вещество сопровождается световой вспышкой или сцинтилляцией. Отношение световой энергии, излучаемой веществом, к поглощенной энергии ионизирующей частицы называется конверсионной способностью вещества. В фосфоры вводится незначительная примесь активаторов- веществ, повышающих конверсионную способность. Наименование (химический знак) активирующего вещества обычно указывается в скобках после формулы химического соединения фосфора. Так, запись NaI (Tl) свидетельствует о том, что фосфором является активированный таллием иодистый натрий.

     Полупроводниковые детекторы. 

     Минимальные  размеры газонаполненной ионизационной  камеры ограничиваются удельной ионизацией частиц в газе. По мере уменьшения размеров ионизационной камеры ее эффективность уменьшается. Однако, если в ионизационной камере газ заменить твердым веществом, удельная ионизация возрастет примерно в десять тысяч раз. Эффективность детектора при этом может оказаться довольно высокой даже при незначительных габаритах рабочего объема. Создание компактных детекторов стало возможным после освоения технологии производства полупроводниковых материалов.

     К  полупроводникам относятся вещества, способность которых проводить  электрический ток занимает промежуточное  положение между проводниками и диэлектриками (изоляторами). Свойствами полупроводников обладают некоторые элементы, расположенные в III¸VII группах преиодической системы химических элементов им. Д.И.Менделеева. Для детекторов ионизирующего излучения наиболее пригодны монокристаллы двух элементов IV группы- германия и кремния. Для получения свойств полупроводников в чистый кристалл германия (кремния) вводятся небольшие примеси элементов III или V группы периодической системы.

4. Средства индивидуальной защиты

Классификация средств индивидуальной защиты. В комплексе защитных мероприятий важное значение имеет обеспечение населения средствами индивидуальной защиты и практическое обучение правильному пользованию этими средствами в условиях применения противником оружия массового поражения.

Средства индивидуальной защиты населения предназначаются для защиты от попадания внутрь организма, на кожные покровы и одежду радиоактивных, отравляющих веществ и бактериальных средств. Они подразделяются на средства защиты органов дыхания и средства защиты кожи. К первым относятся фильтрующие и изолирующие противогазы, респираторы, а также противопыльные тканевые маски (ПТМ – 1) и ватно-марлевые повязки; ко вторым – одежда специальная изолирующая защитная, защитная фильтрующая (ЗФО) и приспособленная одежда населения.

По принципу защиты средства индивидуальной защиты делятся на фильтрующие и изолирующие. Принцип фильтрации заключается в том, что воздух, необходимый для поддержания жизнедеятельности человека, очищается от вредных примесей при прохождении через средства защиты. Средства индивидуальной защиты изолирующего типа полностью изолируют организм человека от окружающей среды с помощью материалов, непроницаемых для воздуха и вредных примесей.

По способу  изготовления средства индивидуальной защиты делятся на средства : изготовленные промышленностью, и простейшие, изготовленные населением из подручных материалов.

Средства индивидуальной защиты могут быть табельные, обеспечение  которыми предусматривается табелями (номерами) оснащения в зависимости от организационной структуры формирований, и нетабельные, предназначенные для обеспечения формирований в дополнение к табельным средствам или в порядке их замены.

Организация и  порядок обеспечения средствами индивидуальной защиты. При объявлении угрозы нападения противника всё население должно быть обеспечено средствами индивидкальной звщиты. Личный состав формирований, рабочие и служащие получают средства индивидуальной защиты на своих объектах, население – в ЖЭК и ДЭЗ. При недостатке на объекте противогазов они могут быть заменены респираторами и противогазами предназначенными для промышленных целей. Всё оствльное население самостоятельно изготавливает противопыльные тканевые маски, ватно – марлевые повязки и другие простейшие средства защиты органов дыхания, а для защиты кожных покровов подготавливают различные накидки, плащи, резиновую обувь, резиновые или кожаные перчатки. Средства индивидуальной защиты следует хранить на рабочих местах или вблизи них.

Средства защиты органов дыхания. Наиболее надёжным средством защиты органов дыхания людей являются противогазы. Они предназначены для защиты органов дыхания, лица и глаз человека от вредных примесей, находящихся в воздухе. По принципу действия все противогазы подразделяются на фильтруущие и изолирующие.

Фильтрующие противогазы являются основным средством индивидуальной защиты органов дыхания. Принцип их защитного действия основан на предварительном очищении (фильтрации) вдыхаемого человеком воздуха от различных вредных примесей.

В настоящее время  в системе гражданской обороны  для взрослого населения используются фильтрующие противогазы ГП-5, ГП-5м и ГП-4у (рис.1). Составляющие : фильтрующе – поглощающая коробка 1, лицевая часть 2 (у противогаза ГП-5 – шлем-маска, у противогаза ГП-4у – маска), сумка для противогаза 3, соединительная трубка 4, коробка с незапотевающими плёнками 5. Для детей – ДП-6, ДП-6м, ПДФ-7, ПДФ-д, ПДФ-ш, а также камера защитная детская (КДЗ-4). Следует иметь в виду, что фильтрующие противогазы от окиси углерода не защищают, поэтому для защиты от окиси углерода используют дополнительный патрон (рис.2), который состоит из гопкалита 1, осушителя 2, наружной горловины для навинчивания соединительной трубки 3, внутренней горловины для присоединения к противогазной коробке 4.

Изолирующие противогазы (ИП-4, ИП-5, ИП-46, ИП-46м) являются специальными средствами защиты органов дыхания, глаз, кожи лица от всех вредных примесей, содержащихся в воздухе. Их используют в том случае, когда фильтрующие противогазы не обеспечивают такую защиту, а также в условиях недостатка кислорода в воздухе. Необходимый для дыхания воздух обогащается в изолирующих противогазах кислородом в регенеративном патроне, снаряжённом специальным веществом (перекись и надперекись натрия). Противогаз состоит из : лицевой части, регенеративного патрона, дыхательного мешка, каркаса и сумки.

Респираторы, противопыльные тканевые маски и  ватно-марлевые повязки. В системе гражданской обороны наибольшее применение имеет респиратор Р-2. Респираторы применяются для защиты органов дыхания от радиоактивной и грунтовой пыли и при действиях во вторичном облаке бактериальных средств. Респиратор

Р-2 представляет собой  фильтрующую полумаску, снабжённую двумя клапанами входа и одним клапаном выхода (с предохранительным экраном), оголовьем, состоящим из из эластичных тесёмок и носовым зажимом.

Если во время пользования  респиратором появится много влаги, то рекомендуется его на 1 – 2 минуты снять, удалить влагу, протереть внутреннюю поверхность и снова надеть.

Противопыльная тканевая маска ПТМ-1 и ваино – марлевая повязка предназначаются для защиты органов дыхания человека от радиоактивной пыли и при действиях во вторичном облаке бактериальных средств. От отравляющих веществ они не защищают. Изготавливает маски и повязки преимущественно само население. Маска состоит из двух оснвных частей – корпуса и крепления. Корпус сделан из 2 – 4 слоёв ткани. В нём вырезаны смотровые отверстия со всталенными в них стёклами. На голове маска крепится полосой ткани, пришитой к боковым краям корпуса. Плотное прилегание маски к голове обеспечивается при помощи резинки в верхнем шве и завязок в нижнем шве крепления, а также при помощи поперечной резинки, пришитой к верхним углам корпуса маски. Воздух очищается всей поверхностью маски в процессе его прохождения через ткань при входе. Маску может изготовить каждый рабочий или служащий.

Маску надевают при угрозе заражения радиоактивной пылью. При выходе из заражённого района при первой возможности её дезактивируют : чистят (выколачивают радиоактивную пыль), стирают в горячей воде с мылом и тщательно прополаскивают, меняя воду.

Ватно – марлевая повязка  изготавливается населением самостоятельно. Для этого требуется кусок  марли размером 100 на 50 см. На марлю  накладывают слой ваты толщиной 1 – 2 см, длиной 30 см, шириной 20 см. Марлю с обеих сторон загибают и накладывают на вату. Концы подрезают вдоль на расстоянии 30 – 35 см так, чтобы образовалось две пары завязок. При необходимости повязкой закрывают рот и нос ; верхние концы завязывают на затылке, а нижние – на темени. В узкие полоски по обе стороны носа закладывают комочки ваты. Для защиты глаз используются противопыльные защитные очки.

5. Защита от фотонного излучения

Различают следующие  основные методы защиты от воздействия  фотонного излучения:

  уменьшение  продолжительности работы на  территориях или в помещениях, где имеются источники фотонного излучения;

  увеличение  расстояния от работающего до  источника;

  уменьшение  до минимально возможной активности  используемого радиоактивного препарата;

  сооружение  защитных ограждений (стенок, экранов,  контейнеров и т. д.) из поглощающих материалов между источником и зоной размещения персонала.

Для краткости  эти возможные способы защиты называют соответственно защита временем, расстоянием, количеством и экранировкой.

Расчет защиты от фотонного излучения в общем  случае представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Для ее решения необходимо учитывать много различных факторов: активность, геометрическую форму и размеры источников излучения, спектральный состав излучения, геометрическую форму и размеры защитных сооружении, свойства и компоновку материалов, используемых для их создания, и т. д. Все эти вопросы подробно рассматриваются в специальной литературе.

Суть первых трех из перечисленных методов защиты легко понять, если вычислить мощность экспозиционной дозы, создаваемой точечным источником в отсутствие защитного экрана. Для уменьшения получаемой дозы необходимо как можно меньше находиться в поле излучения, а при работе с радионуклидными источниками гамма-излучения, во-первых, стремиться иметь дело с минимально возможным количеством радионуклида, во-вторых, проделывать все необходимые операции как можно дальше от источника.

К сожалению, защита временем, расстоянием и количеством  радионуклида далеко не всегда дают возможность уменьшить дозу до предельно допустимого уровня. В таких случаях используют специальные защитные ограждения.