Обеспечение безопасности при работе с ионизирующими излучениями.

       Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками излучений. Санитарные правила содержат требования по обеспечению радиаионной безопасности персонала предприятий и населения, а также по охране окружающей среды от загрязнения радиоактивными веществами.

       В целях выполнения принципов радиационной безопасности Правила запрещают размещение лабораторий и установок, предназначеных для работы с источниками ионизирующих излучений, в жилых зданиях и детских учреждениях.

       Работа с источниками ионизирующих излучений может быть размещена только органами санитарно-эпидемологического надзора, с выдачей на срок не более 3 лет санитарного паспорта. Органы санитарного надзора должны быть информированы о всех работах источников ионизирующих излучений, даже в тех случаях когда Правила разрешают проведение работ с ними без санитарного паспорта (количество радиоактивного вещества соответствует уровню в природных условиях, источники излучений, создающие мощности дозы на уровне естественного фонового облучения).

       Правила обязывают всех лиц, профессионально допущенных к работе с источниками ионизирующих излучений пройти предварительный, перед поступление а работу, медицинский осмотр, который выявляет отсутствие у будущего работника противопоказаний для работы с радионуклидами. Персонал периодически, один раз в год, должен проходить профилактический медицинский осмотр с целью выявления возможного воздействия на них радиоактивных веществ.

  Правила подразделяют все работы с радионуклидами на два вида: на работу с закрытыми источниками ионизирующих излучений и работу с открытыми радионуклидными источниками.

  Закрытыми источниками ионизирующих излучений называются любые источники, устройство которых исключает попадание радиоактивных веществ в воздух рабочей зоны. Открытые источники ионизирующих излучений способны загрязнять воздух рабочей зоны. Поэтому отдельно разработаны требования к безопасной работе с закрытыми и открытыми источниками ионизирующих излучений на производстве

  Обеспечение радиационной безопасности требует комплекса многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений, а также от типа источника.

  Главной опасностью закрытых источников ионизирующих излучений является внешнее облучение, определяемое видом излучения, активностью источника, плотностью потока излучения и создаваемой им дозой облучения и поглощенной дозой.

  Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить условия радиационной безопасности при применении закрытых источников основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них следующие:

1. Доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения времени действия.

2.    Интенсивность излучения от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в них в единицу времени, и обратно пропорционально квадрату расстояния.

3. Интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью экранов.

  Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности: уменьшение мощности источников до минимальных величин (“защита количеством“); сокращение времени работы с источниками (“защита временем“); увеличение расстояния от источника до работающих (“защита расстоянием“) и экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения (“ защита экранами “);

  “Защита количеством” подразумевает проведение работы с минимальными количествами радиоактивных веществ, то есть пропорционально сокращает мощность излучения. Однако требования технологического процесса часто не позволяет сократить количество радиоактивного вещества в источнике, что ограничивает на практике применение этого метода защиты.

  “Защита временем” основана на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала. Этот принцип особенно часто применяется при непосредственной работе персонала с малыми активностями.

  “Защита расстоянием” достаточно простой и надежный способ защиты. Это связано со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения персонала.

  “Защита экранами” наиболее эффективный способ защиты от излучений. В зависимости от вида ионизирующих излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью излучения. Лучшими экранами для защиты от рентгеновского и гамма-излучений являются материалы с большим Z, например свинец, позволяющие добиться нужного эффекта по кратности ослабления при наименьшей толщине экрана. Более дешевые экраны делаются из просвинцованного стекла, железа, бетона, барритобетона, железобетона и воды.

  По своему назначению защитные экраны условно разделяются на пять групп:

1. Защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они широко используются при транспортировке радиоактивных веществ и  источников излучений.

2. Защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами полностью окружают всё рабочее оборудование при положении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого(или ускоряющего) напряжения на источнике  ионизирующей радиации.

3. Передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов применяется для защиты рабочего места на различных участках рабочей зоны.

4. Защитные экраны, монтируемые как части строительных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.). Такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в которых постоянно находится персонал, и прилегающей территории.

5. Экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов, просвинцованные перчатки и др.).

 

  Защита от активных источников ионизирующих излучений предусматривает как защиту от внешнего облучения, так и защиту персонала от внутреннего облучения,связанного с возможным проникновением радио активных веществ в организм через органы дыхания,пищеварения или через кожу. Все виды работ с открытыми источниками ионизирующих излучений разделены на 3 класса. Чем выше класс выполняемых работ, тем жестче гигиенические требования по защите персонала от внутреннего переоблучения.

Принципы защиты персонала при этом следующие:

1. Использование принципов защиты,применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде.

2. Герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут явиться источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду.

3. Мероприятия планировочного характера. Планировка помещений предполагает максимальную изоляцию работ с радиоактивными веществами от других помещений и участков, имеющих иное функциональное назначение. Помещение для работ I класса должны размещаться в отдельных зданиях или изолированной части здания, имеющей отдельный вход. Помещения для работ II класса должны размещаться изолированно от других помещений; работы III класса могут проводиться отдельных специально  выделенных комнатах.

4. Применение санитарно-гигиенических устройств и оборудования, использование специальных защитных материалов.

5. Использование средств индивидуальной защиты и санитарная обработка персонала. Все средства индивидуальной защиты, используемые для работы с открытыми источниками разделяются на пять видов: спецодежда, сецобувь, средства защиты органов дыхания, изолирующие костюмы, дополнительные защитные приспособления (рис.  ).

6. Выполнение правил личной гигиены. Эти правила предусматривают личностные требования к работающим с источниками ионизирующих излучений: запрещение курения в рабочей зоне, тщательная очистка (деактивизация) кожных покровов после окончания работы, проведение дозиметрического контроля загрязнения спецодежды, спецобуви и кожных покровов. Все эти меры предполагают исключение возможности  проникновения радиоактивных веществ внутрь организма.

      

       Средства химической защиты человека от действия радиации. Биологические эффекты действия радиации на человека, возникают вследствие определенных физикохимических процессов в организме. Снижение этих процессовх процессов может привести к уменьшению биологических изменений в нем. В качестве эффективных средств снижения разрушающего действия радиации на организм человека стали широко использовать введение в организм химических веществ, позволяющих защитить организм от ионизирующих излучений.

       Можно выделить две основные фазы преобразования энергии излучения в ткани: а) образование возбужденных и ионизированных атомов и молекул; б) дальнейший перенос энергии ионизированных и возбужденных атомов и молекул. Вторая фаза имеет важное значение в понимании механизма действия средств химической защиты.Таким образом защита организма с помощью химических веществ осуществляется следующим образом:

       1) введением в среду химических соединений, которые будут препятствовать образованию радикалов воды и продуктов химического преобразования молекул воды;

       2) введением химических соединений, способных интенсивно поглощать излучение воды;

       3) введением в организм веществ - тушителей, обуславливающих переход энергии возбужденных молекул в тепловую энергию и способствующие, таким образом, повышению радиоустойчивости организма.

       Вещества вводимые в организм и способствующие ослаблению действия радикалов на него называются протекторами.

       Использование протекторов не исключает других способов, таких, как биологическая защита, повышение общей радиоустойчивости организма с помощью некоторых витаминов.

       В настоящее время известен большой ряд соединений, обладающих продолжительным действием. Это серусодержащие аминокислоты (цестеин, метионин), трипептидглютатион, аминотиолы (бекаптан, цистеамин, ламбратен, цистамин). Многие из них уже используются в качестве формакологических препаратов (например, различные соли).

       Все протекторы разделяются на две группы препаратов химической защиты.

       Первая группа химических протекторов (аминотиолы, амины, цианофоры и т.д.) характеризуются следующими особенностями.

       1. Эти вещества вводятся в организм в нефизиологических количествах, т.е. химический агент обладает сильным лекарственным действием. После введения протектора облучение проводится на фоне измененного обмена ряда биологических систем.

       2. Протекторы оказываются эффективными почти исключительно при условии их введения до начала облучения и неэффективными, если их вводят после облучения.

       3. Эти протекторы обладают способностью менять концентрацию кислорода в тканях.

       4. Введение протекторов редко снижает количество перекисиподобных соединений в тканях и у здоровых, и у облученных животных.

       5. Введение проекторов способствует переносу энергии с молекулы ДНК на это химическое соединение и ослабить общий радиобиологический эффект.

       Вторую группу протекторов составляют витамины и гормоны. Для этой группы средств химической ("биологической") защиты, повышающих общую радиоустойчивость организма характерны следующие качества:

       1. Профилактическое действие витаминов и гормонов проявляется при условии многократного (иногда в течение десятков суток) введение в организм до момента облучения.

       2. Защитное действие этих соединений проявляется, как правило, при условии облучении живых организмов ионизирующим излучением в сублетальных дозах. Механизм профилактического действия этой группы находится в стадии изучения. Имеются убедительные доказательства, что поливитаминное питание людей, занятых в атомной промышленности, улучшает состояние здоровья работающих.

       Химические протекторы излучения достаточно хорошо зарекомендовали себя в практике, однако необходимо понимать, что защита организма от действия излучений будет наиболее эффективной когда она представляет собой комплекс технических, организационных и санитарно-гигиенических мероприятий, что и имеет место в практической работе с источниками ионизирующих излучений.

  Службы радиационного контроля комплектуются из лиц, прошедших специальную подготовку в средних, высших учебных заведениях или специализированных курсах Минатома РФ. Эти службы оснащены необходимыми приборами и оборудованием, позволяющими решать поставленные перед ними задачи.

  Службы выполняют все виды контроля на основании действующих методик, которые постоянно совершенствуются по мере выпуска новых видов приборов радиационного контроля.

  Важной системой профилактических мероприятий при работе с источниками ионизирующих излучений является проведение радиационного контроля.

  Основные задачи, определяемые национальным законодательством по контролю радиационной обстановки в зависимости от характера проводимых работ следующее:

· Контроль мощности дозы рентгеновского и гамма-излучений, потоков бета- частиц, нитронов, корпускулярных излучений на рабочих местах, смежных помещениях и на  территории предприятия и наблюдаемой зоны;

· Контроль за содержанием радиоактивных газов и аэрозолей в воздухе рабочих и других помещений предприятия;

· Контроль индивидуального облучения в зависимости от характера работ: индивидуальный контроль внешнего облучения, контроль за содержанием радиоактивных веществ в организме или в отдельном критическом органе;

· Контроль за величиной выброса радиактивных веществ в атмосферу;

· Контроль за содержанием радиоактивных веществ в сточных водах, сбрасываемых непосредственно в канализацию;

· Контроль за сбором, удалением и обезвреживанием радиоактивных твердых и жидких отходов;

· Контроль уровня загрязнения объектов внешней среды за пределами предприятия;

· Контроль за уровнем загрязнения радиоактивными веществами транспортных средств;

 

    2.1.8. Средства и методы защиты от шума и вибрации.

       Для снижения шума в производственных помещениях при­меняют различные методы: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; звукопоглощение и звукоизоляция; установ­ка глушителей шума; рациональное размещение оборудования; применение средств индивидуальной защиты.

       Наиболее эффективным является борьба с шумом в источни­ке его возникновения. Шум механизмов возникает вследствие упругих колебаний как всего механизма, так и отдельных его деталей. Причины возникновения шума — механические, аэро­динамические и электрические явления, определяемые конструк­тивными и технологическими особенностями оборудования, а также условиями эксплуатации.

       В связи с этим различают шумы механического, аэродина­мического и электрического происхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей.

       Значительное снижение шума достигается при замене под­шипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10...15 дБ), зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, металлических деталей — дета­лями из пластмасс.

       Снижения аэродинамического шума можно добиться умень­шением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей.

       Электромагнитные шумы снижают конструктивными изме­нениями в электрических машинах.

       Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизоли­рующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегоро­док, кожухов, кабин и др.

       Физическая сущность звукоизолирующих преград состоит в том, что наибольшая часть звуковой энергии отражается от спе­циально выполненных массивных ограждений из плотных твердых материалов (металла, дерева, пластмасс, бетона и др.) и только незначительная часть проникает через ограждение.

       Уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обуслов­лено переходом колебательной энергии в тепловую благодаря внутреннему трению в звукопоглощающих материалах. Хорошие звукопоглощающие свойствц имеют легкие и пористые материа­лы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т. п.).

       В качестве средств индивидуальный защиты от шума приме­няют ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от используемых ма­териалов, конструкции, силы прижатия, правильности ношения. Ушные вкладыши вставляют в слуховой канал уха. Их изготов­ляют из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбо­нита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10...15 дБ.

       В условиях повышенного шума рекомендуется применять на­ушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Так, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7... 38 дБ в диапазоне частот 125... 8000 Гц.

       Для предохранения от воздействия шума с общим уровнем 120 дБ и выше рекомендуется применять шлемофоны, которые герметично закрывают всю околоушную область и снижают уро­вень звукового давления на 30... 40 дБ в диапазоне частот 125... 8000 Гц.

       Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например, замена кривошипных механизмов равномерно враща­ющимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т. п.

       Для снижения вибрации широко используют эффект вибро­демпфирования — превращение энергии механических колеба­ний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, при­меняют материалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия.

       Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виб-рогасящие фундаменты.

       Для ослабления передачи вибрации от источников ее возник­новения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т. п. широко применяют методы виброизоляции. Для этого на пути распро­странения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин.

       В качестве средств индивидуальной защиты работающих ис­пользуют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и про­кладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих мате­риалов.

       Важным для снижения опасного воздействия вибрации на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состо­янием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия, такие, как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др.

       Для защиты рук от воздействия ультразвука при контакт-нои передаче, а также при контактных смазках и т. д. опе­раторы должны работать в рукавицах 'или перчатках, нару­кавниках, не пропускающих влагу или контактную смазку

Во время ремонта, испытания, отработки режима и нала^ живания установки, когда возможен кратковременный кон­такт с жидкостью или ультразвуковым инструментом в ко­тором возбуждены колебания, для защиты рук необходимо применять две пары перчаток: наружные—резиновые и внутренние—хлопчатобумажные или перчатки резиновые технические по ГОСТ 20010-74.

В качестве средств индивидуальной защиты работающих от воздействия шума и воздушного ультразвука следует при­менять противошумы, отвечающие требованиям ГОСТа12.4.051—7,8.

       При разработке нового и модернизации существующего оборудования и приборов должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, передающегося контактным путем, как в источнике его образования (кон­структивными и технологическими мерами), так и по пути распространения (средствами виброизоляции и вибропогло­щения). При этом рекомендуется применять:

— дистанционное управление для исключения воздейст­вия на работающих при контактной передаче;

— блокировку, т. е. автоматическое отключение оборудо­вания, приборов при выполнении вспомогательных опера­ций — загрузка и выгрузка продукции, нанесение контактных смазок и т: д.;

— приспособления для удержания источника ультразвука или обрабатываемой детали;

       Ультразвуковые указатели и датчики, удерживаемые ру­ками оператора, должны иметь форму, обеспечивающую ми­нимальное напряжение мышц, удобное для работы располо­жение и соответствовать требованиям технической эстетики.

       Следует исключить возможность контактной передачи ультразвука другим частям тела, кроме ног.

       Конструкция оборудования должна исключать возмож­ность охлаждения рук работающего. Поверхность оборудова­ния и приборов в местах контакта с руками должна иметь коэффициент телопроводности не более 0,5 Вт/м град.

       Средства коллективной защиты от шума подразделяются на акустические, архитектурно-планировочные и организационно-технические(рис.).

       Акустические подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители.

При наличии в помещении одиночного источника шума, уровень интенсивности звука можно рассчитать по формуле:

 

L =10 lg J/Jo, дБ                  (1)

 

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, находящихся в помещении, то их интенсивности складываются:  J = J1 + J2 +.... + Jn

Разделив левую и правую части этого выражения на Jo (пороговую интенсивность звука) и пролагарифмировав, получим:

 

L=10 lg J/Jo =10 lg (J1/Jo + J2/Jo+...... + Jn/Jo),  (2)

 

или

 

L = 10lg (10^0.1L1 + 10^0.1L2  +...... + 10^0.1Ln),    (3)

 

где L₁, L₂......... Ln - уровни интенсивности звука, создаваемые каждым источником в расчетной точке при одиночной работе.

Если имеется n одинаковых источников шума с уровнем интенсивности звука L i, создаваемым каждым источником, то

L = Li + 10 lg n           (4)

Измерение шума может осуществляться в свободном звуковом поле, что характерно для открытого пространства. В этом случае на рабочее место попадает лишь прямой звук, идущий от источника звуковой мощностью Р. За площадь  S принимают  площадь сферы  (S = 4pr²) или полусферы  (S = 2pr²), где r - расcтояние от источника до рассматриваемой точки. В этом случае интенсивность звука J на рабочем месте определяется по формуле:

 

J = PФ / SK             (5)

     

где К - коэффициент, показывающий во сколько раз ослабевает звук при распространении.

Ф - фактор направленности источника шума, определяемого опытным путем. Ф = 1 - для источников шума с равномерным излучением звука.

В помещениях звуковые волны неоднократно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Тогда интенсивность звука J на рабочем месте складывается из интенсивности прямого звука Jпр. и интенсивности отраженного звука Jотр.

 

J = Jпр.+ Jотр._=РФ/4pr² -4Р/В,      (6)

 

где В - постоянная помещения В = А /1- a_ср- эквивалентная площадь помещения

А=a_срSпов.               (7)

 

a_ср - средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью S пов. В производственных помещениях величина не превышает 0,3 - 0,4, тогда постоянная помещения В может быть принята равной эквивалентной площади поглощения А, то есть В приблизительно равно А.

Установка звукопоглощающих облицовок и объемных звукопоглотителей увеличивает эквивалентную площадь поглощения. Для облицовки помещения используются стекловата, минеральная и капроновая вата, мягкие пористые волокнистые материалы, а также жесткие плиты на минеральной основе, т.е. материалы имеющие высокие коэффициенты звукопоглощения.

Эффективность снижения уровня шума (DL) в помещении можно определить по формуле:

 

DL=L-Lдоп.               (8)

 

где L - расчетный уровень интенсивности звука (или звукового давления), дБ

Lдоп. - допустимый уровень интенсивности звука (звукового давления), дБ, согласно действующим нормативам.

Эффективность установок облицовок можно приближенно определить по формуле:

 

 L = 10lgА2 / А1  ,  дБ             (9)

 

где А2 и А1 - соответственно эквивалентная площадь поглощения после и до установки облицовки.

Эффективность звукоизоляции однородной перегородки можно определить по формуле:

 

  DL_ç= 20lgGf - 4,75,  дБ         (10)

 

где G - масса одного кв.м. перегородки, кг

f - частота, Гц.

Видно, что снижение шума за счет установки перегородки зависит от ее массивности и от частоты звука. Таким образом, одна и та же перегородка будет более эффективной на высоких частотах, чем на низкой.

Эффективность установки кожуха DL определяется по формуле:

L = L₃ + 10lga, дБ     (11)

 

где a - коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха, L₃ - звукоизоляция стенок кожуха, определяемая по формуле (10).

 

Методы и средства коллективной защиты от вибрации представлены на рис.

 

Виброизоляцией называется уменьшение степени передачи вибрации от источника к защищаемым объектам.

Виброизоляцию можно оценивать через коэффициент передачи

 

Кп=1/(f / fo)  - 1,           (12)

 

где f и fo - частота возмущающей силы и собственная частота системы при наличии виброизолирующего слоя,  Гц.

Эффективность виброизоляции оценивается по формуле:

 

В_L=20lg1/Кп,               (13)

 

Чем выше частота возмущающей силы по сравнению с собственной, тем больше виброизоляция. При этом f < fo и возмущающая сила целиком передается основанию. При f = fo происходит резонанс и резкое усиление вибрации, а при f >  2fo обеспечивается виброизоляция, пропорциональная коэффициенту передачи.

 

Собственная частота системы может определяться по формуле:

,    (14)

 

где q - жесткость виброизолятора,

g - ускорение свободного падения,

х - статическая осадка виброизолятора под воздействием собственной массы.

Виброизоляция используется при виброзащите от действия напольных и ручных механизмов. Компрессоры, насосы, вентиляторы, станки могут устанавливаться на амортизаторы (резиновые, металлические или комбинированные) или упругие основания в виде элементов массы и вязкоупругого слоя.

Для ручного инструмента наиболее эффективна многозвенная система виброизоляции, когда между рукой и инструментом проложены слои с различной массой и упругостью.

Выбор гашения осуществляется за счет активных потерь или превращения колебательной энергии в другие ее виды, например, в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструкция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух материалов; элементы конструкции соединены с сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др.