Задание 5

Определение параметров защитного экрана от источника радиации

Определить на каком расстоянии от источника радиации безопасно вести работы в дефектоскопном цехе. Установить необходимую толщину защитного экрана, обеспечивающую предельно допустимые условия работы оператора, выполняющего работы на расстоянии 1 м от источника излучения.

Источник излучения точечный, процесс распада сопровождается гамма-излучением.

– гамма-эквивалент изотопа М = 144 (мг∙экв.) радия;

– время работы в течение недели t = 28 (ч);

– энергия γ-излучения, 3,5о МэВ;

– защитный материал экрана – свинец (плотность материала  = 11,34 г/см³)

– облучаемый критический орган: мышцы;

Решение:

1. Установим:

– категорию облучения в зависимости от характера выполняемой работы: А, предельная мощность дозы Р = 1,4 мбэр/ч;

– категорию групп критических органов – II;

– предельно допустимую дозу внешнего облучения всего организма или органа для принятой категории групп: Р_х = 15 бэр/год.

2. Определим безопасное расстояние от источника излучения до рабочего места при отсутствии экранов, R, м определяется по формуле:

R=√M*t / 120

где М – активность источника изотопа мг·экв. радия;

t – продолжительность работы с источником в течение рабочей недели, ч.

R=√144*28 / 120 = 5,8 (м)

3. Рассчитаем толщину защитного экрана для максимального снижения воздействия излучения. Для этого:

а) определим на рабочем месте мощность физической дозы P₀ по формуле:

Р₀ = 0,84*М* t / R²

где R – расстояние рабочего место от источника (принимаем 1 м);

t – время работы с источником излучения, ч;

Р₀ = 0,84*144*28 / 1² = 3386 (мР/ч)

б) переведем годовую предельно допустимую дозу ПДД Р_х из бэр/год в мР/ч: Р_х = 15 * 0,96/8760 * 10³ = 1,644 мР/ч

в) определим коэффициент кратности ослабления излучения экраном, К = Р₀/Р_х = 3386 / 1,644 = 2060;

г) по таблице определяем необходимую толщину свинцового экрана при энергии γ излучения 3,50 МэВ: 250 мм

Вывод: безопасное расстояние от источника излучения радиации для работы в дефектоскопном цехе с точечным источником излучения, процесс распада которого сопровождается гамма-излучениями при исходных данным составило 4,4 м. Необходимая толщину защитного алюминиевого экрана, обеспечивающая предельно допустимые условия работы оператора, выполняющего работы на расстоянии 1 м от источника излучения равна 250 мм.

Задание 6

Определение мощности лазерного излучения на рабочих местах

В помещении проводятся работы с лазерной установкой непрерывного действия, рабочим веществом которой является кристалл рубина. Мощность излучения P, угол расходимости луча α = 6,0⁰. Луч направляется на металлическую мишень, расположенную на стене на расстоянии r от лазера.

Определить среднюю плотность потока мощности прямого излучения, падающего на мишень, W_миш, и отраженного излучения, W_отр, достигающего рабочих мест около установки на расстоянии r от стены. Коэффициент отражения от стен, потолков и предметов в помещении ρ.

Мощность излучения Р=0,050 Вт, расстояние от лазера до мишени r = 4 м, коэффициент отражения ρ = 0,3

Максимальная энергетическая освещенность (на оси пучка):

Emax = 2P/π r²

Emax = 2*0,05/π 4²= 0,002

Энергетическая освещенность пучка лазерного излучения с равномерным распределением интенсивности в сечении

Eрав = P/π r²

Eрав = 0,05/π 4² = 0,001

Напряженность электрического поля:

E = (√30*Р_ист )/ r.       

Где P_ист ^– мощность источника излучения, Вт;

r – расстояние от источника излучения, м.

E = (√30*0,05)/ 4 = 0,31