Методы обнаружения и измерения радиоактивного излучения Ra226 и Th232

 

 − для сырой пробы 

 

 

 

 

 

 

10 Бк/кг

 

100 Бк/кг

 

18 Бк/кг

 

16 Бк/кг

 

 

 

0,1 − 1 Бк/к

 

10 Бк/кг

 

100 Бк/кг

Значение МИА при измерении  содержания Cs-137 в теле человека за 10 мин 1000 Бк/кг

Время непрерывной работы от автономного источника питания, не менее 8 час

Масса спектрометра в сборе (без коллиматора и защиты) 3 кг

 

 

2.3 Особенности изучаемого  метода анализа

 

Скорость распада, или  активность, для радиоактивного изотопа  соответствует кинетике первого  порядка

 

(1)

 

где А – активность, N – число радиоактивных атомов, присутствующих в образце во время t, и λ – константа распада радиоизотопа. Активность выражается количеством распадов в единицу времени, которая эквивалентна количеству атомов, подвергшихся радиоактивному распаду в единицу времени. В международной системе единиц (СИ) единицей активности является беккерель (Бк), равный одному распаду в секунду. Допускается применение внесистемных единиц расп./мин и кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 × 1010 Бк.

 

Как любой процесс первого  порядка, уравнение (1) может быть выражено в интегральной форме.

 

(2)

 

Подстановка уравнения (2) в  уравнение (1) дает

 

(3)

 

Измеряя активность во время  t, следовательно, мы можем определить начальную активность, А0, или количество радиоактивных атомов первоначально присутствующих в образце, N0.

 

Важным характеристическим свойством радиоактивного изотопа  является его период полураспада, t1/2, который является временем, необходимым  для того, чтобы распалась половина радиоактивных атомов. Для кинетики первого порядка период полураспада  не зависит от концентрации и выражается как

 

(4)

 

Поскольку период полураспада  не зависит от количества радиоактивных  атомов, то он остается постоянным в  течение процесса распада. Таким  образом, 50% радиоактивных атомов распадается  за один период полураспада, 75% за два  периода полураспада, и 87,5% за три  периода полураспада.

 

Кинетическая информация о радиоактивных изотопах обычно дается в рамках периода полураспада, потому что он обеспечивает более интуитивное чувство устойчивости изотопа. Знание, например, что константа распада для  равна 0,0247 лет-1, не дает немедленного чувства, как быстро он распадается. С другой стороны, знание того, что период полураспада для  равен 28,1 года, проясняет, что концентрация  в образце остается по существу постоянной в течение короткого периода времени.

 

К числу достоинств метода можно отнести:

 

высокая чувствительность;

 

 большой выходной сигнал;

 

 простота регистрирующих  электронных схем;

 

 несложность конструкций;

 

 малые габариты;

 

удобство в эксплуатации

 

 

3. РАСЧЕТ ДОЗЫ ВНУТРЕННЕГО  ОБЛУЧЕНИЯ ПО ПОСТУПЛЕНИЮ РАДИОНУКЛИДОВ  В ОРГАНИЗМ С ПОТРЕБЛЯЕМЫМИ РЫБЫ

 

Для корректной оценки и прогноза доз облучения у человека необходимо рассмотреть широкий ряд продуктов  питания, но я сосредоточу своё внимание на только рыбе.

 

Годовая эффективная доза внутреннего облучения у человека, Eint,y, может быть рассчитана по формуле:

 

, (1)

 

где ek,i ‑ эффективная доза, создаваемая в организме представителя возрастной группы i, при поступлении по определенному пути в организм единичной активности радионуклида k;

 

hi ‑ доля представителей возрастной группы i;

 

Ik,i(t) ‑ временная функция поступление радионуклида k соответствующим путем в организм представителя возрастной группы i;

 

t1, t2 ‑ пределы интегрирования по времени.

 

Величина годового поступления  радионуклида k в организм человека определяется интегрированием функции Ik,i(t) за период времени один год:

 

. (2)

 

В случае поступления радионуклидов  тория и радия в организм человека годовое поступление может быть определено по содержанию радионуклидов  в рационе питания:

 

, (3)

 

где Ck,n ‑ среднегодовая концентрация радионуклида к в морской рыбе n;

 

Mn,i ‑ среднегодовое потребление рыбы n для представителя возрастной группы i.

 

В табл. 1 представлены рацион питания взрослого человека, использованный при расчете дозы внутреннего  облучения жителей Беларуси (каталог, раздел «Рацион питания городских  и сельских жителей»), а в табл. 2 ‑ значения поправочных коэффициентов (nn,i) для отдельных компонентов и общего весового количества рациона для всех возрастных групп.. В табл. 3 приведены взвешивающие коэффициенты (wmn,k) и (wpn,k) для рыбы n морской и пресноводной и радионуклидов k, полученные для условий Беларуси 2005-2006 гг.

 

Гамма-фон измеренный на приборе УСК «Гамма-плюс» в рыбе для Ra-226 составляет 2±0,5мкР/ч, а для Th-232 0,5±0,1мкР/ч.

 

Таблица 1. Среднегодовое  потребление рыбы городскими и сельскими  жителямиПродукт питания Среднегодовой рацион питания (кг/чел)

2005 2006

село город город село

рыба 21,3 15,6 18,25 23,1

 

 

Таблица 2. Значения поправочного коэффициента (nn,i), учитывающего различия в среднесуточном потреблении продуктов питания для разных возрастных группПродукт питания 

Значение поправочного коэффициента (nn,i) для возрастной группы (возраст), отн. ед.

< 1 1-2 2-7 7-12 12-17 > 17

Рыба 0,00 0,01 0,12 0,28 0,31 0,42

 

 

Выражение (3) с учетом табл. 2, 3 преобразуем к виду:

 

,

 

где Mmвзр и Cmk ‑ годовое потребление рыбы взрослым и среднегодовая концентрация радионуклида к в рыбе соответственно;

 

Таблица 3. Взвешивающие коэффициенты (wmk,п для рыбы морской) и (wpk,п рыбы речной) рациона и радионуклидов радия и тория.Продукт питания Значения взвешивающего коэффициента, отн. ед.

Ra-226 Th-232

рыба 0,3 0,1

 

 

Обозначим

 

 

 

Очевидно, что Vmk,i представляет собой составляющую эффективного рациона морской рыбы по радионуклиду k представителя возрастной группы i, а Vpk,i – составляющую речной рыбы.

 

 

4. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР  ПАТЕНТНОЙ, НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ  И НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ ПО  ПРИМЕНЕНИЮ ВЫБРАННОГО МЕТОДА  АНАЛИЗА ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА  ПРОДУКЦИИ, ДЛЯ КОТОРОЙ ПРИМЕНЕНИЕ  ДАННОГО МЕТОДА НАИБОЛЕЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНО.

 

1.   Перечень нормативных  документов с которыми работают организации занимающиеся контролем за радиационной безопасностью очень обширен.

 

2.   Нормативные документы,  которые применяет отделение  радиационной гигиены в своей  работе при выполнении задач  госсаннадзора

 

3.   Закон Республики  Беларусь «О санитарно-эпидемическом  благополучии населения» утв. 23.05.2000г.

 

4.   Закон Республики  Беларусь «О радиационной безопасности  населения» утв. 21.12.2005 г.

 

5.   «Нормы радиационной  безопасности НРБ-2000» ГН 2.6.1.8-127-2000 утв. 25.01.2000г.

 

6.   «Основные санитарные  правила обеспечения радиационной  безопасности ОСП-2002» СанПиН 2.6.1.8-8-2002 утв. 22.02.2002г.

 

7.   Приказ МЧС РБ  от 06.02.95г. «Положение о контроле  радиоактивного загрязнения от  Чернобыльской катастрофы в Республике  Беларусь».

 

8.   «Санитарные правила  размещения и эксплуатации ускорителей  электронов с энергией до 100 МэВ»  №1858-78 от 22.06.78г.

 

9.   СанПиН 2.6.1.13-60-2005 «Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности персонала и населения при транспортировании радиоактивных материалов (веществ)» от 30.12.05г.

 

10.      СанПиН 2.6.4.13-29-2005 «Обеспечение радиационной безопасности при работе с источниками неиспользуемого рентгеновского излучения» от 14.11.05г.

 

11.      СанПиН 2.6.1.13-12-2005 «Гигиенические требования к использованию закрытых радионуклидных источников ионизирующего излучения при геофизических работах на буровых скважинах» от 22.08.05г.

 

12.      СанПиН 2.6.3.12-6-2005 «Гигиенические требования к устройству, оборудовании. и эксплуатации радоновых лабораторий, отделений радонотерапии (радонолечебниц)» от 01.04.05г.

 

13.      СанПиН 2.6.1.13-55-2005 «Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при проведении радионуклидной диагностики с помощью радиофармпрепаратов» от 28.12.05.

 

14.      «Санитарные  правила работы с источниками  ионизирующего излучения при  обслуживании и ремонте воздушных  судов на предприятиях и заводах  гражданской авиации» СанПиН №6030-91 от 11.11.91г.

 

15.      СанПиН 2.6.6.11-7-2005 «Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2005)» от 07.04.05г.

 

16.      СанПиН 5179-90 «Санитарные правила устройства, оборудования и эксплуатации больниц, родильных домов и других лечебных стационаров» от 29.06.90г.

 

17.      СанПиН 2.6.1.8-9-2004 «Обеспечение радиационной безопасности при радионуклидной дефектоскопии» от 06.12.04г.

 

18.      СанПиН 2.6.1.8-12-2004 «Обеспечение радиационной безопасности при проведении рентгеновской дефектоскопии» от 30.12.04 г.

 

19.      СанПиН 2.6.6.8-8-2004 «Обращеие с отходами дезактивации, образующимися в результате работ по преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС (СПООД-2004)» от 23.11.04 г.

 

20.      СанПиН 2.6.1.12-11-05 «Гигиенические требования по дезактивации основных и дополнительных средств индивидуальной защиты в специализированных прачечных» от 06.07.05г.

 

21.      Инструкция 2.6.1.10-8-7-2005 «Определение индивидуальных  эффективных доз облучения пациентов  при рентгенологических исследованиях  с использованием измерителей  произведения дозы на площадь»  от 07.07.05 г.

 

22.      «Санитарные  правила устройства и эксплуатации  мощных изотопных бета-установок» №1138-73 от 27.12.73г.

 

23.      СанПиН 2.6.1.13-25-205 «Обеспечение радиационной безопасности при устройстве и эксплуатации мощных изотопных гамма-установок» от 01.11.05г.

 

24.      СанПиН 2.6.3.10-11-30-2005 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации источников, генерирующих низкоэнергетическое рентгеновское излучение» от 22.08.05 г.

 

25.      СпанПиН 2.6.4.13-24-2005 «Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и контролю радиоизотопных нейтрализаторов статического электричества с эмалевыми источниками альфа- и бета- излучения» от 01.07.05 г.

 

26.      «Санитарные  правила проектирования и эксплуатации  критических сборок» №174/3-72 от 28.02.72г. 

 

27.      ССБТ. Кабинеты  и отделения лучевой терапии.  Требования безопасности. ОСТ 42-21-11-81, 1981г.

 

28.      «Система  аккредитации поверочных и испытательных  лабораторий Республики Беларусь».  СТБ 941.0-93 – СТБ 941.3-93 от 07.01.94г.

 

29.      «Влагомеры-плотномеры  радиоизотопные переносные для  бетонов и грунтов» ГОСТ 25932-83.

 

30.      «Приборы  радиоизотопные» ГОСТ 14336-87 от 01.01.89г.

 

31.      «Аппараты  рентгеновские медицинские» ГОСТ 26140-84 от 01.07.90.г

 

32.      «Приборы  дозиметрические. Методы измерения  основных параметров» ГОСТ 25835-83 от 01.01.91г.

 

33.      «Усилители  рентгеновского изображения медицинских  рентгеновских аппаратов» ГОСТ 26141-84 от 01.07.85г.

 

34.      «Боксы  радиационно-защитные с перчатками»  ГОСТ 28161-89 от 01.07.90г.

 

35.      «Ускорители  заряженных частиц промышленного  применения» ГОСТ 2678-84 от 01.01.91.г

 

36.      «Средства  коллективной защиты от ионизирующих  излучений» ГОСТ 12.4.120-83 от 01.01.84г.

 

37.      «Санитарно-гигиенический  контроль систем вентиляции производственных  помещений» Методические указания  № 4425-87 от 15.09.87г.

 

38.      «Система  контроля, управления и защиты  ядерных реакторов» ГОСТ 17137-87 от 01.01.87г.

 

39.      «Источники  альфа-излучения радионуклидные закрытые» ГОСТ 26305-84.

 

40.      «Источники  ионизирующего излучения радионуклидные закрытые» ГОСТ 27212-87.

 

41.      Инструкция 2.6.1.10-11-98 – 2005 «Радиационный контроль за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды» от 28.12.05 г.

 

42.      «Материалы  и изделия строительные. Определение  удельной эффективной активности  естественных радионуклидов» ГОСТ 30108-94 от 01.01.95г. 

 

43.      «Методика  экспрессного определения ОА  и УА бета-излучающих нуклидов в воде, продуктах питания, продукции растениеводства и животноводства методом «прямого» измерения «толстых» проб, утверждена МЗ СССР 10.07.87г.

 

44.      «Методика  экспрессного радиометрического  определения по гамма- излучению ОА и УА радионуклидов цезия в воде, почве, продуктах питания, продукции растениеводства и животноводства», утверждена МЗ СССР 18.06.90г.

 

45.      «Методика  определения ОА и УА сырья,  материалов, готовой продукции предприятий  Госкомпрома РБ по радионуклидам  цезия на радиометре РКГ-07П», утверждена  Белстандартом 06.05.93г.

 

46.      «Методика  экспрессного определения по  гамма-излучению ОА и УА радионуклидов  цезия в воде, почве, продукции  растениеводства, животноводства, сырье  и материалах, продуктах питания  с помощью радиометров РУГ-91 и  РУГ-91М», утверждена Белстандартом 23.03.94г.

 

47.      «Методика  экспрессного определения по  гамма-излучению ОА и УА радионуклидов  цезия в воде, продуктах питания,  продукции растениеводства и  животноводства с помощью радиометров  РКГ-01А/1, РКГ-01А, РКГ-02А, РКГ-02А/1 МВИ  179-95, утверждена Белстандартом 10.02.95г.

 

48.      «Методика  экспрессного радиометрического  определения по гамма- излучению ОА и УА в воде, продуктах питания, продукции растениеводства и животноводства радиометрами РКГ-01, РКГ-02, РКГ-02С, РКГ-03» МВИ 114-94, утверждена Белстандартом 22.09.94г.

 

49.      Активность  радионуклидов цезия в объемных  образцах. Методические рекомендации  по выполнению измерений на  сцинтилляционном гамма-спектрометре, утверждена ВНИИФТРИ 15.10.93г.