Практическая работа 7

Расчет параметров технических средств защиты от рентгеновского излучения

Наиболее распространенными средствами защиты от рентгеновского излучения являются экраны, ослабляющие действие рентгеновского излучения на организм человека, которые устанавливаются между источником излучения и рабочим местом, удалённом на расстояние r от точки наблюдения.

Эффективность экранирования излучения определяется кратностью ослабления (К _p) интенсивности излучения, определяемой по формуле:

(6.6)

где К_p – кратность ослабления;

Р_λ - лучевая отдача рентгеновской трубки, которая принимается равной мощности экспозиционной дозы, создаваемой при работающей трубке на расстоянии 1 м от анода трубки при силе тока в 1 мА. Лучевая отдача трубки Р_λ может быть определена по графику на рисунке 6.1.

I - сила анодного тока в рентгеновской трубке, мА;

m = τ/36, здесь τ - реальное время пребывания персонала (группы А) в помещении за неделю, ч; 36 часов - проектная рабочая неделя;

r - расстояние от анода рентгеновской трубки до облучаемого объекта, м;

ПДД – предельно допустимые дозы (таблица 6.1) (для персонала группы А ПДД=8,46^.10^-5 P/c);

Рисунок 6.1 - Лучевая отдача рентгеновских трубок

при различных значениях анодногонапряжения

Кратность ослабления интенсивности излучения зависит от материала экрана и его толщины. Зная кратность ослабления рентгеновского излучения K_p и напряжение на рентгеновской трубке U_max, кВ, по таблице 6.2 можно определить толщину защитного экрана (экранирующего анод рентгеновской трубки).

Таблица 6.2 – Толщина защитного экрана из свинца при различных значениях напряжения U_max (кВ) на рентгеновской трубке и различных значениях К _p [17]

Показатель Кp	Толщина экрана, мм, при Umax, кВ
0,001	-	-	0,5	0,5			1,5
0,01	0,75		1,25	1,5		2,25	3,5
0,1	1,25	1,5	1,75	2,25	2,75	3,5	5,75	11,5
		2,5	2,75	3,25	3,75		8,5	16,5
	2,25	2,75		3,5	4,25	5,5	9,5
	2,5	2,75	3,25		4,5	5,75
	2,75		3,5	4,25			10,5
	2,75	3,25	3,75	4,5	5,25	6,5	11,5	21,5
		3,5		4,75	5,75			23,5
		3,5	4,25			7,5		24,5
	3,25	3,75	4,5	5,25	6,5	7,75	13,5	25,5
	3,5		4,75	5,5	6,75	8,25

Эффективность существующих защитных технических средств можно оценить по экспозиционной и эффективной дозам, сопоставляя их с величиной допустимой дозы.

Значения напряжения на пластинах развертки современных мониторов > 1 кВ. В этом случае образуется мягкое рентгеновское излучение при выбивании ускоренным пучком электронов вторичных электронов из анода. Кроме того, электроны, эмитированные катодом и ускоренные вторым анодом, ударяясь о линзу кинескопа, создают тормозное излучение.

Мощность экспозиционной дозы тормозного излучения можно оценить с помощью следующей формулы [18]:

, (6.7)

где - мощность экспозиционной дозы тормозного излучения, ;

- коэффициент перевода силы тока , мА, в число электронов в пучке за 1 с;

E = 10^-3· U – максимальная энергия кванта рентгеновского излучения, МэВ;

- линейный коэффициент истинного поглощения в воздухе, зависящий от энергии тормозного излучения, см^-1;

- энергетический эквивалент рентгена, МэВ/(Р^.см³);

- расстояние от мишени до облучаемого объекта, см;

- коэффициент линейного поглощения материала экрана, см ^-1;

- толщина экрана (стекла ЭЛТ), см.

Для мягкого излучения (в диапазоне от 10^-3 до 10² МэВ) эту формулу можно упростить, т.к. это излучение обладает значительно меньшей проникающей способностью, поэтому ошибки расчета менее значительны. Учитывая, что произведение выражение для мощности экспозиционной дозы тормозного излучения будет иметь вид:

, (6.8)

Коэффициент линейного поглощения материала экрана в диапазоне энергии можно вычислить по формуле:

, (6.9)

где - плотность материала экрана ( _стекла =2,5 г/см³).

Для перевода мощности экспозиционной дозы в мощность поглощенной дозы используют формулу:

(6.10)

где - мощность поглощенной дозы, Гр/с;

- коэффициент поглощения, Гр·кг/Кл.

Мощность эквивалентной дозы можно вычислить по формуле:

, (6.11)

где - мощность эквивалентной дозы, Зв/с;

- взвешивающий коэффициент для данного вида излучения. Для рентгеновского излучения взвешивающий коэффициент .

Максимальное время работы в неделю за дисплеем =36 часов или с/нед, тогда эквивалентная доза в неделю равна:

(6.12)

где - эквивалентная доза в неделю, Зв/нед.

Согласно НРБ-99 [16] дозовый предел эффективной дозы для группы А лиц из персонала предприятия ПДД=20 мЗв/год, тогда при числе рабочих недель в году =50 рассчитываем недельный дозовый предел: он составит 0,4 мЗв/нед. C этой величиной сравниваем .

Задача 6.1

Рассчитать требуемую кратность ослабления мощности дозы излучения и определить толщину металлического экрана (свинец), обеспечивающего уменьшение мощности дозы рентгеновского излучения до нормативных значений. τ=36 часов, ПДД =8,46·10^-5 Р/с. Остальные исходные данные приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3 – Исходные данные для задачи 6.1

№ вар.	Максимальное анодное напряжение U, кВ	Ток на мишени I, мА	Расстояние до объекта r, м

Задача 6.2

Проверить в какой степени обеспечивает защиту от ионизирующего излучения экран (стекло ЭЛТ) толщиной d, если сила анодного тока ЭЛТ составляет I, а расстояние от видиотерминала до оператора r. Исходные данные приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 –Исходные данные для задачи 6.2

№ вар.	Сила анодного тока, I, мА	Толщина экрана, d, мм	Расстояние от ВДТ до оператора, r, см
	2,0	2,5
	2,5	2,6
	4,0	2,4
	1,0	2,0
	2,5	2,4
	3,0	2,5
	2,5	2,2
	3,5	2,3
	1,5	2,1
	2,0	2,3
	1,0	2,6
	2,5	2,5
	1,5	2,6
	3,5	2,5
	2,0	2,6
	2,0	2,2
	3,0	2,6
	1,0	2,5
	2,5	2,3
	2,0	2,4
	4,0	2,0
	1,5	2,2
	3,5	2,1
	3,0	2,4
	1,0	2,3

Дата добавления: 2015-07-13