Приборы и методы радиационного контроля

Цель работы: познакомиться с конструкцией и принципом действия дозиметра, усвоить методику измерения радиационного фона на рабочих местах, научиться определять эффективную дозу облучения.

Приборы и инструменты: дозиметр ДКГ-01Д «Гарант».

Теоретическая часть

Радиационная безопасность населения – система мероприятий по защите не только современного человечества, но и будущих поколений от вредного действия ионизирующего излучения (ИИ).

ИИ при взаимодействии со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Наиболее опасным для человека является γ-излучение при внешнем облучении и α-излучение – при внутреннем. Источники ИИ делятся на естественные и искусственные.

Естественный радиационный фон (ЕРФ) – доза излучения, создаваемая космическими лучами и природными радионуклидами, содержащимися в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. ЕРФ присутствует везде и всегда, его уровень в разных регионах колеблется относительно некоторого среднего значения, зависит от высоты территории над уровнем моря и геологического строения конкретного района. Нормальным считается уровень внешнего облучения тела до 0,2 мкЗв/ч (до 20 мкР/ч), а максимальным безопасным – 0,5 мкЗв/ч (до 50 мкР/ч).

Поглощенная доза облучения накапливается в организме, ее суммарное значение за всю жизнь не должно превышать 0,1 – 0,7 Зв, где верхняя граница интервала относится к жителям высокогорных районов и районов с повышенной естественной радиоактивностью почв, подземных вод и горных пород.

Годовые показатели облучения организма человека на уровне моря от различных природных источников имеют следующий вид: космическое излучение – 0,3 мЗв/год (на высоте 2 км втрое больше); почва и горные породы – 0,5 мЗв/г (на гранитах около 1 мЗв/год); строительные конструкции зданий – 0,3 мЗв/год; еда – до 0,02 мЗв/год; питьевая вода – до 0,01 мЗв/год (при ежедневном потреблении 2 литров); воздуха – 0,2...20 мЗв/год (радон и продукты его распада).

Кроме природных существуют также разовые облучения: флюорография, рентген легких – до 3 мЗв, рентгеновский снимок у зубного врача – 0,2 мЗв, перелет на самолете – 0,005...0,020 мЗв/ч (основной вклад от солнечной радиации при полете на высоте около 10 км, максимальные значения в период солнечной активности), сканеры (интроскопы) в аэропортах - до 0,001 мЗв за один акт проверки.

ИИ, применяемое в медицине для диагностики и лечения (флюорография, рентгенография и компьютерная томография) при чрезмерном применении может нанести вред здоровью, поэтому установлена максимальная эффективная доза облучения от данных источников – 1 мЗв.

Кроме медицины природные и искусственные источники ИИ (γ- и рентгеновского излучения, нейтронов), в том числе и большой мощности, применяются для физических, физико-химических и биологических исследований, для дефектоскопии (контроля качества внутренней структуры материалов), при поисках полезных ископаемых, скважинных исследованиях и т.д.

Для работы с источниками ИИ нужна надежная биологическая защита персонала, четкое соблюдение норм радиационной безопасности. Человеческий организм не способен с помощью своих органов чувств воспринимать наличие радиоактивных веществ и их излучения, поэтому необходимы специальные измерительные приборы – дозиметрическая и радиометрическая аппаратура.

Радиометры – используются для измерения плотности потока и мощности доз ионизирующего излучения, а также активности радионуклидов.

Спектрометры предназначены для изучения распределения излучений по энергии, заряду и массам, то есть для детального анализа образцов материалов, являющихся источниками ИИ.

Дозиметры – применяют для измерения индивидуальной эквивалентной дозы и мощности доз рентгеновского, β - и γ-излучений в диапазоне энергий от 0,05 до 3 МэВ. Наиболее распространенными моделями дозиметров является ДКГ и ДКС (индивидуальные), МКС (дозиметр-радиометр), по классу точности и опциями они делятся на бытовые и профессиональные, по конструкции – на переносные и стационарные.

В качестве детектора радиации обычно применяют счетчик Гейгера-Мюллера, β-фильтр изготавливается двухслойным из меди и свинца, защищая со всех сторон датчик. Широкий диапазон измерений и высокая точность и надежность в работе характерные только для приборов профессионального класса, но их цена значительно выше, чем у бытовых моделей. Для радиометрических приборов характерно значительное рассеяние отсчетов (до 40%), поэтому для уменьшения погрешности результатов хотя бы до 15% увеличивают количество и время опытов.

Производители уменьшают погрешность приборов за счет повышения чувствительности, увеличивая количество и качество детекторов ионизирующего излучения (газоразрядных счетчиков или различных видов сцинтилляторов) в радиометрических приборах.

Дополнительные погрешности приборов также вызывают: температура, отличная от комнатной (меняет параметры электрической схемы на 15%), повышенная влажность и конденсат (на 10%), степень заряженности батареи (на 10%), вариации космического излучения. Все упомянутые факторы вместе образуют интегральную погрешность.

Периодическая поверка и калибровка приборов радиационной безопасности проводится один раз в год – это стандартный временной интервал для аппаратуры. Бытовые радиометры и дозиметры поверке не подлежат – их можно сверить по новым, недавно купленным или только поверенным приборам, проводя параллельные замеры в режиме повышенной точности, «на ровном поле».

Результаты измерений, полученные с помощью бытовых приборов, не могут быть использованы для официальных заключений государственными органами. Для этого нужна профессиональная и сертифицированная аппаратура, которая получила государственную поверку, и квалифицированный специалист, способный правильно провести измерения, выполнить расчеты и оформить результаты.

Рис. 8.2 – Дозиметр ДКГ-01Д

Для выполнения лабораторной работы используется дозиметр ДКГ-01Д «Гарант» (рис. 8.2), он разработан в 2008 году с использованием современной элементной базы и программных решений. Назначение данного прибора – измерения эквивалентной мощности γ-излучения, эквивалентной дозы γ-излучения, работа в качестве датчика при мониторинге местности, работа в качестве съемного блока детектирования в многоканальных системах.

Данный дозиметр измеряет γ-излучения в широком диапазоне мощностей доз. Благодаря высокой чувствительности детектора результат измерений на уровне естественного фона может быть получен за довольно короткое время. ДКГ-01Д оборудован большим графическим дисплеем, который дает возможность различать информацию с расстояния более десяти метров.

Порядок выполенения работы

1. Детально ознакомиться с конструкцией и принципом действия дозиметра ДКГ-01Д «Гарант», выяснить назначение составных частей данного прибора, получить у преподавателя инструктаж по методам работы с дозиметром.

2. Клавишей «Меню» установить на жидкокристаллическом дисплее прибора режим измерения эквивалентной дозы γ-излучения.

3. Измерить уровень ЕРФ d_внеш на открытом воздухе в трех точках на расстоянии не менее 15 м друг от друга и от ближайших зданий.

4. Измерить уровень внешнего радиационного фона внутри указанного преподавателем помещения d_пом в трех наиболее удаленных друг от друга точках.

5. Определить годовой уровень облучения на рабочем месте, если рабочая неделя составляет 40 часов.

6. Определить годовой уровень облучения на отрытом воздухе при условии ежедневного двухчасового пребывания на нем.

7. Определить суммарное годовое облучение человека, сделать выводы относительно его уровня.

8. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 8.5 отчета.

Таблица 8.5. Результаты измерений и расчетов

№ исследования	Dвн, мкР	Dпом, мкР	Нраб, Зв/год	Нпов, Зв/год	Нсум, Зв/год
1 исследование
2 исследование
3 исследование

Вопросы для самоконтроля

1. Какое излучение называется ионизирующим?

2. В чем заключается суть процесса ионизации вещества?

3. Какие виды ионизирующих излучений известны?

4. Какое из излучений обладает наибольшей проникающей способностью?

5. Что характеризует коэффициент качества излучения?

6. При каких условиях происходит генерация γ-излучения?

7. В чем заключается отличие γ-излучения от рентгеновского?

8. Какими величинами характеризуется действие ионизирующего излучения на биологические объекты?

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

Нормативные основы охраны труда

1. Сколько ступеней насчитывает административный контроль за соблюдением норм охраны труда в организации?

1) 1 ступень; 2) 2 ступени; 3) 3 ступени; 4) 4 ступени.

 

2. Когда предусмотрена уголовная ответственность за нарушение норм охраны труда должностными лицами?

1) не предусмотрена вообще; 2) предусмотрена за любое нарушение;

3) если сумма ущерба превышает 1000 рублей;

4) если возникла угроза жизни и здоровью работников.

 

3. Какой доли от зароботногоо фонда предприятия не может превышать штраф за несоблюдение норм и правил охраны труда?

Варианты ответов:

1) 2%; 2) 5%; 3) 10%; 4) 20%.

 

4. Какие лица имеют право накладывать административное взыскание?

1) руководитель отдела охраны труда данного учреждения;

2) руководитель учреждения;

3) руководитель профсоюзного комитета учреждения;

4) лица Госгорпромнадзора ЛНР.

 

5. Какая продолжительность рабочей недели установлена действующим законодательством?

1) 40 ч; 2) 36 ч; 3) не более 40 ч; 4) не менее 40 ч.

 

6. С какого возраста допускается прием на работу согласно Временного Основного Закона (Конституции) ЛНР?

1) с 14 лет; 2) с 15 лет; 3) с 16 лет; 4) с 17 лет.

 

7. Какая продолжительность рабочей недели установлена действующим законодательством для вредных производств?

1) 40 ч; 2) не более 36 ч; 3) не более 40 ч; 4) не менее 40 ч.

 

8. Какова периодичность медицинского осмотра лиц, не достигших 21 года?

1) не реже 1 раза в месяц; 2) не реже 1 раза в год;

3) не реже 1 раза в семестр; 4) не реже 1 раза в день.

 

9. При каком стаже пособие по временной нетрудоспособности работникам, состоящим в профсоюзе, составляет 100% месячной заработной платы?

1) не менее 2 лет; 2) не менее 4 лет;

3) не менее 6 лет; 4) не менее 8 лет.

 

10. Какова максимальная допустимая длина приставной лестницы?

1) 2 м; 2) 3 м; 3)4 м; 4) 5 м.

 

Производственная санитария

11. Какая доза однократного облучения вызывает острую лучевую болезнь?

1) 100 бэр; 2) 200 бэр; 3) 300 бэр; 4) 400 бэр.

12. Какова минимальная допустимая освещенность учебных помещений при освещении лампами накаливания?

1) 100 лк; 2) 200 лк; 3) 300 лк; 4) 400 лк.

 

13. Какова минимальная допустимая освещенность учебных помещений при освещении люминесцентными лампами?

1) 100 лк; 2) 200 лк; 3) 300 лк; 4) 400 лк.

 

14. Какая из кислот наиболее опасна при попадании на кожу человека?

1) азотная; 2) фтористоводородная; 3) соляная; 4) уксусная.

 

15. В каких единицах измеряется уровень звукового давления?

1) рад; 2) децибел; 3) люкс; 4) люмен.

 

16. В каких единицах измеряется сила света?

1) кандела; 2) рад; 3) люкс; 4) люмен.

 

17. Какое из излучений обладает наибольшей проникающей способностью?

1) α-излучение; 2) β-излучение; 3) γ-излучение; 4) тепловые нейтроны

 

18. Какова периодичность мытья окон снаружи для поддержания необходимого уровня естественной освещенности?

1) 1 раз в год; 2) 2 раза в год; 3) 3 раза в год; 4) 1 раз в 3 года.

 

19. Чему равен нормативный уровень шума в классных помещениях?

1) 20 дБ; 2) 40 дБ; 3) 80 дБ; 4) 160 дБ.

 

20. Какие вибрации действуют на все тело человека?

1) местные; 2) синусоидальные; 3) общие; 4) вынужденные.

 

21. С какой периодичностью должен проводиться контроль за уровнем освещенности в учебных помещениях?

1) раз в месяц; 2) раз в квартал; 3) раз в год; 4) раз в 3 года.

Основы электрической и пожарной безопасности

22. Чему равно наименьшее допустимое сопротивление изоляции осветительной сети?

1) 0,5 Ом; 2) 0,5 кОм; 3) 0,5 МОм; 4) 0,5 ГОм.

 

23. Какова периодичность проверки величины сопротивления изоляции переносных трансформаторов?

1) раз в месяц; 2) раз в 3 месяца; 3) раз в 6 месяцев; 4) раз в 9 месяцев

 

24. Какой электрический прибор может представлять опасность даже после выключения напряжения в сети?

1) конденсатор; 2) реостат;

3) электрический ключ; 4) катушка индуктивности

 

25. На каком электрическом приборе напряжение в сотни раз может превышать действующее значение напряжения сети?

1) на конденсаторе; 2) на реостате;

3) на электрическом ключе; 4) на катушке индуктивности.

 

26. Как изменяется сила тока, проходящего через тело человека, при его поражении в пыльных помещениях?

1) уменьшается; 2) сила тока увеличивается;

3) не зависит от условий в помещении;

4) определяется только сопротивлением кожи человека.

 

27. При каком напряжении необходимо выполнять защитное заземление или зануление в сетях переменного тока в помещениях без повышенной опасности?

1) 110 В и выше; 2) 220 В и выше; 3) 380 В и выше; 4) 440 В и выше.

 

28. Какая величина сопротивления тела человека принимается за расчетную?

1) 1000 Ом; 2) 10000 Ом; 3) 50000 Ом; 4) 100000 Ом.

 

29. При каком напряжения необходимо выполнять защитное заземление или зануление в сетях постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных?

1) 110 В и выше; 2) 220 В и выше; 3) 380 В и выше; 4) 440 В и выше.

 

30. К какому классу по степени опасности относят помещения с токопроводящим полом?

1) без повышенной опасности; 2) очень опасные;

3) особо опасные; 4) с повышенной опасностью.

 

31. В чем заключается защитное действие зануления?

1) аварийное отключение поврежденного участка сети;

2) снижение напряжения зануленных частей относительно земли;

3) аварийное отключение поврежденного участка сети и снижение напряжения зануленных частей относительно земли до безопасной величины;

4) сигнализация персонала об опасности.

 

32. В чем заключается защитное действие заземления?

1) аварийное отключение поврежденного участка сети;

2) снижение потенциала заземленных частей относительно земли до безопасной величины;

3) аварийное отключение поврежденного участка сети и снижения напряжения заземленных частей относительно земли;

4) сигнализация персонала об опасности.

 

33. Назовите частоту вдыхания воздуха в легкие пострадавшего при выполнении искусственного дыхания.

1) 1 – 2 раз в минуту; 2) 4 – 5 раз в минуту;

3) 10 – 12 раз в минуту; 4) 40 – 50 раз в минуту.

 

34. Каким должно быть сопротивление контура заземления в сетях до 1000 В?

1) не более 4 Ом; 2) не более 10 Ом; 3) не более 100 Ом;

4) не менее 0,5 Ом.

 

14. На какое расстояние запрещается приближаться к месту замыкания провода на землю на открытой местности?

1) менее 2 м; 2) менее 4 м; 3) менее 6 м; 4) менее 8 м.

 

15. Каким должно быть сопротивление контура заземления в сетях свыше 1000 В?

1) не более 4 Ом; 2) не более 10 Ом; 3) не более 100 Ом;

4) не более 0,5 Ом.

 

16. Какой должна быть периодичность измерения сопротивления заземляющих устройств в учебных и производственных помещениях?

1) не реже 1 раза в месяц; 2) не реже 1 раза в год;

3) не реже 1 раза в семестр; 4) не реже 1 раза в день.

 

17. Каким должно быть сопротивление контура заземления для молниеотводов защиты зданий и сооружений?

1) не более 4 Ом; 2) не более 10 Ом; 3) не более 100 Ом;

4) не менее 0,5 Ом.

 

18. Какое из названных деревьев никогда не поражает молния в лесу?

1) дуб; 2) сосна; 3) береза; 4) ель.

 

19. В чем заключается суть вторичного воздействия молнии?

1) наведение на металлические конструкции высокого напряжения;

2) поражения электрическим током при прямом ударе молнии;

3) ионизация окружающего воздуха при разряде молнии;

4) повышенное образование озона О₃ при разряде молнии.

 

20. На какое расстояние в грозу не рекомендуется приближаться к автотранспорту, чтобы не попасть под удар молнии?

1) менее 0,5 метра; 2) менее 5 метров;

3) менее 50 метров; 4) менее 500 метров.

 

22. Какие вещества относятся к легковоспламеняющимся?

1) имеющие температуру возгорания не более 0°С;

2) имеющие температуру возгорания не более 25°С;

3) имеющие температуру возгорания не более 45°С;

4) имеющие температуру возгорания не более 90°С.

 

21. Каким должен быть минимальный напор в противопожарных водопроводах?

1) 0,6 атмосферы; 2) 6 атмосфер; 3) 60 атмосфер; 4) 600 атмосфер.

 

22. Какой принцип действия световых извещателей?

1) изменение сопротивления чувствительного элемента при изменении его освещенности;

2) изменение сопротивления чувствительного элемента при изменении его температуры;

3) фиксация разницы частоты излучаемых и принятых волн;

4) регистрация колебаний воздуха, возникающих при пожаре.

 

23. Чему равна величина переменного тока фибрилляции для человека?

1) 50 мА; 2) 100 мА; 3) 200 мА; 4) 300 мА.

 

24. Чему равна величина постоянного неотпускающего тока?

1) 50 мА; 2) 100 мА; 3) 200 мА;

4) для постоянного тока подобного понятия не существует.

 

25. Переменный ток какой частоты наиболее опасен при напряжениях до 500 В?

1) 5 Гц; 2) 50 Гц; 3) 5000 Гц; 4) 50000 Гц.

 

26. Что означает категория Д в классификации помещений по степени пожарной безопасности?

1) склад лакокрасочных материалов и ЛВЖ, заправочная;

2) мастерская по деревообработке, библиотека, склады химикатов, гаражи;

3) механические мастерские, котельная, склады топлива;

4) слесарные, лаборатории ремонта электрооборудования и приборов.

 

27. Какая из электрических величин определяет исход поражения электрическим током?

1) напряжение; 2) разность потенциалов; 3) сила тока;

4) сопротивление кожи человека.

 

28. Какое действие на организм человека оказывает ток сверхвысокой частоты?

1) термическое; 2) электролитическое; 3) механическое;

4) биологическое.

 

29. Чему равна величина переменного неотпускающего тока частотой 50 Гц,?

1) 50 мА; 2) 100 мА; 3) 200 мА; 4) 300 мА.