3 курс / Гигиена / Физико_химические_характеристики_промышленных_альфа_излучающих_аэрозолей

Примечание: HTP – нормальный технологический режим; P/P – ремонтные работы

Анализ таблиц 1.21 и 1.22 показывает, что значения параметров Dg, βg, Dag, βag, характеризующих дисперсный состав аэрозолей мелкодисперсной фракции в воздухе участка по металлургической обработке плутония-239, мало отличаются от перечисленных выше параметров мелкодисперсных аэрозолей других участков. Однако параметры удельной активности мелкодисперсных аэрозолей значительно выше, чем у грубодисперсных аэрозолей и по величине минимального значения (qмин = 2 104 мкБк/мкм3) близки к удельной активности двуокиси плутония-239. Среднее геометрическое значение удельной активности аэрозолей среднедисперсной фракции составляет 5,4 мкБк/мкм3 при нормальном технологическом процессе и 6,8 мкБк/мкм3 при ремонтных работах. У крупнодисперсных аэрозолей удельная альфа-активность в некоторых случаях на порядок меньше, чем у аэрозолей среднедисперсной фракции.

При изучении 16 аэрозольных проб, отобранных в 1971 году с участков химикометаллургического производства, были обнаружены пять аэрозольных частиц, удельная альфа-активность которых близка по значению удельной активности аэрозолей двуокиси плутония. Размеры и альфа-активность этих частиц определялись с помощью оптического микроскопа и авторадиографии, полученные параметры представлены в таблице 1.23.

Таблица 1.23 – Размеры и альфа-активность видимых под оптическим микроскопом частиц

Аэрозольные частицы, характеристики которых представлены в таблице 1.23, можно отнести:

–к мелкодисперсным аэрозолям (по удельной активности),

–к среднедисперсным аэрозолям (по их размерам),

–к крупнодисперсным аэрозолям (по альфа-активности).

51

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Это говорит о том, насколько сложен дисперсный состав промышленных аэрозолей, и как бы их не делили на фракции, очевидно, что в составе аэрозолей всегда будут присутствовать аэрозольные частицы, обладающие промежуточными параметрами. Важно правильно оценить радиационную опасность аэрозолей, содержащих «горячие» частицы респирабельных размеров.

Таким образом, исследования дисперсности аэрозолей на старом плутониевом производстве, проводимые в период 1969–1971 гг., показали, что альфа-активные аэрозоли представляют собой многокомпонентную смесь твердых частиц сложного состава по химическим и дисперсным характеристикам. Параметры распределений альфа-ак- тивных частиц по размерам, альфа-активности и удельной активности (см. таблицы

1.21–1.22) можно использовать для количественного описания аэрозолей при ингаляционном поступлении.

Аналогичные исследования уже в помещениях нового плутониевого производства ПО «Маяк» были проведены и в 1972–1981 гг. Для изучения дисперсного состава аэрозолей каждой фракции был проведен анализ проб, отобранных в помещениях операторских и ремонтных зон. Ежегодно отбирались от 30 до 148 проб как при нормальном технологическом режиме, так и при ремонтных работах (демонтаже и монтаже оборудования, вскрытии оборудования, сварочных работах и т. п.).

Промышленные аэрозоли, как и ранее представляли собой многокомпонентную смесь твердых частиц, разделенных на три фракции: мелкодисперсную, среднедисперсную, крупнодисперсную. Данные по дисперсному составу промышленных аэрозолей при работе с плутонием-239 за этот период представлены в табл. 1.24–1.34.

Параметры распределений мелкодисперсных и крупнодисперсных аэрозолей по размерам определялись, как правило, по нескольким пробам, количество которых варьировалось от 5 до 7.

Параметры распределений аэрозолей среднедисперсной фракции определялись в каждой отобранной пробе, а затем усреднялись по зонам и характеру работ. Число усредняемых проб составляло от 7 до 22.

52

Таблица 1.24 – Параметры счетных распределений и распределений альфа-активности по размерам мелкодисперсных аэрозолей, отобранных при нормальном технологическом процессе (1972–1980 гг.)

Анализ однородности распределений по критерию Неймана-Пирсона [107] на уровне значимости 0,05 показал, что параметры распределений среднедисперсных аэрозолей по размерам однородны, поэтому дисперсный состав можно характеризовать средним параметром. В связи с этим в таблицах 1.27–1.28 представлены усредненные по размерам и активности параметры распределений аэрозолей среднедисперсной фракции Dg,

βg, Dag, βag.

Таблица 1.25 – Параметры счетных распределений и распределений альфа-активности мелкодисперсных аэрозолей по размерам, отобранных при ремонтных работах (1972–1981 гг.)

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Таблица 1.26 – Параметры счетных распределений и распределений альфа-активности крупнодисперсных аэрозолей по размерам (1974–1981 гг.)

Таблица 1.27 – Усредненные параметры счетных распределений и распределений альфа-активности средне дисперсных аэрозолей по размерам при нормальном технологическом процессе

Таблица 1.28 – Усредненные параметры счетных распределений и распределений активности средне дисперсных аэрозолей по размерам при ремонтных работах

54

Одновременно определялись параметры распределений промышленных аэрозолей по альфа-активности и удельной активности (таблицы 1.29, 1.30).

Таблица 1.29 – Параметры распределений мелкодисперсных аэрозолей по альфаактивности и удельной активности при работе с плутонием-239 (1972–1980 гг.)

Таблица 1.30 – Параметры распределений крупнодисперсных аэрозолей по альфаактивности и удельной активности при работе с плутонием-239 (1972–1980 гг.)

Примечание: HTP – нормальный технологический режим; P/P – ремонтные работы

Из таблиц 1.24–1.26 видно, что за 1972–1981 годы при работе с плутонием-239

в помещениях операторских и ремонтных зон размеры Dg и Dag мелкодисперсных и крупнодисперсных аэрозолей оставались практически постоянными. У среднедисперсных аэрозолей наблюдалась тенденция к уменьшению значений вышеуказанных параметров, и особенно, основного параметра распределений активности по размерам – Dag

(см. таблицы 1.27–1.28). Например, в 1972 году в помещениях операторской зоны при

55

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

нормальном технологическом режиме Dag = 5,2 мкм, а в 1974 году – Dag = 2,4 мкм. Аналогично и в помещениях ремонтной зоны в 1972 году Dag = 7,6 мкм, а в 1977 году

Dag = 2,3 мкм.

Полученные результаты показывают, что дисперсность радиоактивных аэрозолей меняется во времени, вследствие совершенствования технологии, оборудования и его гер-

метичности.

Количество аэрозолей мелкодисперсной фракции в воздухе рабочих помещений за период 1972–1980 годы увеличилось с 54% до 95% при нормальном технологическом процессе, и с 47% до 77% при ремонтных работах. За этот же период увеличился и относительный вклад их альфа-активности: с 16% до 65% при нормальном технологическом процессе и с 12% до 31% при ремонтных работах. При этом при нормальном технологическом режиме количество аэрозолей среднедисперсной фракции уменьшилось с 44% до 5%, а

при ремонтных работах с 50% до 23% (табл. 1.34).

Доля альфа-активности крупнодисперсной фракции аэрозолей к 1980 году умень-

шилась до 4,5% при нормальном технологическом процессе и до 7% при ремонтных работах, а среднедисперсной фракции – до 30% при нормальном технологическом про-

цессе.

Таблица 1.31 – Усредненные параметры распределений среднедисперсных аэрозолей, отобранных при нормальном технологическом процессе (1972–1980 гг.)

по альфа-активности и удельной активности

Доля альфа-активности, переносимая в ранний период контроля частицами грубодисперсного аэрозоля при ремонтных работах, перераспределилась, увеличив активность среднедисперсных частиц к 1980 году до 60%. При этом активность мелкодисперсных

56

частиц осталась на прежнем уровне (таблица 1.29). Из таблицы 1.31 следует, что в 1973 году параметры распределений по альфа-активности аэрозолей среднедисперсной фрак-

ции в операторской зоне несколько выше, чем значения этих параметров в другие годы. Аналогичное увеличение параметра Аg, можно наблюдать и в 1980 году при прове-

дении ремонтных работ (таблица 1.32): в 1973 году усредненная активность аэрозольной частицы в ремзоне составляла 61 мкБк, а в 1980 – 81 мкБк.

Таблица 1.32 – Усредненные параметры распределений среднедисперсных аэрозолей, отобранных при ремонтных работах (1972–1981 гг.), по альфа-активности и удельной активности

В аэрозольных пробах, отобранных в ремонтных зонах, обнаружены «горячие» частицы, которые можно отнести:

-по размерам к аэрозолям среднедисперсной фракции;

-по альфа-активности к аэрозолям крупнодисперсной фракции;

-по удельной альфа-активности к аэрозолям мелкодисперсной фракции. Таких частиц при прокачке одинакового объема воздуха (10 м3) обнаружено:

-в 1973 году - 208 (при нормальном технологическом режиме и ремонтных работах);

-в 1974 году - 16 (при ремонтных работах);

-в 1977 году - 3 (при ремонтных работах);

-в 1981 году - 19 (при сварочных работах).

Таблицы 1.33 и 1.34 характеризуют дисперсный состав промышленных альфа-ак-

тивных аэрозольных частиц за изучаемые периоды (1969–1971 гг. и 1972–1980 гг.).

57

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Таблица 1.33 – Параметры распределений промышленных аэрозолей плутния-239, характеризующие дисперсный состав в динамике (1969–1980 гг.)

Примечание: HTP – нормальный технологический режим; P/P – ремонтные работы

Таблица 1.34 – Соотношение мелкодисперсных, среднедисперсных и крупнодисперсных аэрозолей при работе с плутонием-239 (1969–1980 гг.)

Анализ представленных материалов по дисперсному составу альфа-активных аэрозолей на плутониевом производстве ПО «Маяк» позволяет сделать следующие выводы:

1) промышленные аэрозоли представляют собой многокомпонентную смесь твердых частиц, дисперсный состав которых неоднороден по качеству и по количеству;

58

2)промышленные альфа-активные аэрозоли можно разделить на мелкодисперсную, среднедисперсную и крупнодисперсную фракции;

3)состав мелкодисперсных аэрозолей за период 1969–1981 гг. существенно не менялся. Среднее значение параметров распределения альфа-активности аэрозолей по их размерам составляло Dg = 0,12 мкм, βg = 1,42 (см. таблицу 1.33). При этом содержание альфа-активности аэрозолей мелкодисперсной фракции за этот период увеличилось с 1,3% до 65,1% (при нормальном технологическом процессе) и с 2,4% до 30,5% (при ремонтных работах) (см. таблицу 1.34);

4)состав среднедисперсных аэрозолей за рассматриваемый период изменился в сторону уменьшения размеров и альфа-активности (см. таблицу 1.27). Величина основного параметра Dag за указанный период уменьшилась в 2 раза с 7,6 ли до 3,8 мкм при нормальном технологическом процессе;

5)дисперсный состав крупнодисперсных аэрозолей, также как аэрозолей мелкодисперсной фракции за период с 1969 по 1980 гг., существенно не изменился. Параметры распределений аэрозолей крупнодисперсной фракции по их размерам, альфа-активности, удельной альфа-активности мало отличались по своим числовым значениям. Значение параметра Dag для аэрозолей крупнодисперсной фракции уменьшилось от 43,3 мкм до 36,8 мкм и в среднем составило 40,0 мкм (см. таблицу 1.33).

1.5.Дисперсный состав альфа-активных аэрозольных частиц на участках работы c америцием-241 и плутонием-238

Данные по дисперсному составу промышленных аэрозолей были получены на участках работы с америцием-241 (1969–1970 гг.) и плутонием-238 (1970–1978 гг.) на ПО «Маяк».

При работе с америцием, аэрозольные пробы отбирались в операторской и ремонтной зонах на участках с трехзональной планировкой технологического процесса. Было отобрано при нормальном технологическом режиме 33 пробы, из них: 15 проб –

воператорской, 15 проб – в ремзоне, 3 пробы – в тамбуре, соединяющем эти зоны. Полученные данные по дисперсному составу промышленных аэрозолей представлены

втаблицах 1.35 и 1.36.

Анализ данных таблиц показывает, что промышленные аэрозоли при работе с америцием-241 также, как и при работе с плутонием-239, представляют многокомпонентную смесь твердых частиц, состоящую из мелкодисперсной, крупнодисперсной и среднедисперсной фракций.

59

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/