Ядерные излучения и жизнь

На практике, как правило, используют все эти способы уменьшения дозы внешнего облучения человека, причем время пребывания в сфере действия излучений сокращают в тех случаях, когда нужные результаты не могут быть получены другими способами.

Защита расстоянием во многих случаях является достаточно эффективной, учитывая то обстоятельство, что для точечных источников рентгеновского и гамма-излучения интенсивность излучения уменьшается прямо пропорционально квадрату растояния от источника, т. е. при увеличении расстояния в три раза интенсивность излучения уменьшается в девять раз. При работе с изотопами, излучающими альфа- и бета-частицы невысокой энергии, учитывается, что пробег этих частиц в воздухе ограничен и для альфа- и мягкого бета-излучения измеряется сантиметрами. Например, бета-частицы серы - 35 проходят в воздухе путь до 25 см, а кальция - 45- до 45 см и т. д. Поэтому помещение изотопа на определенном расстоянии от работающего часто полностью защищает его от таких излучений.

Чтобы увеличить расстояние между источником и работником, пользуются различными манипуляторами - специальными инструментами с удлиненными рукоятками. Если при работе с большими активностями длина рукояток оказывается недостаточной, пользуются стационарными манипуляторами большей длины. Они рассчитаны таким образом, что передают усилия руки экспериментатора на значительные расстояния и позволяют находиться работникам за защитным экраном. Обычно применяют копирующий манипулятор, состоящий из двух частей, которые расположены в разных комнатах и согласованы между собой таким образом, что если с одной ветвью проводятся какие-либо манипуляции, вторая ветвь сама воспроизводит точно такие же операции. При работе с таким манипулятором оператор находится в помещении управления, отделенном от лаборатории, где находятся радиоактивные вещества, толстой защитной перегородкой со смотровым окном.

Иногда активность источника велика и защита расстоянием не позволяет в нужной степени уменьшить дозу излучения. В этих случаях между источником излучения и работающими устанавливаются защитные экраны, которые ослабляют мощность излучения в нужное число раз. Материалом для таких экранов могут служить свинец, железо, бетон, кирпич или любой иной материал, поглощающий излучения.

Длина пробега альфа-частиц невелика, поэтому надобность в специальных экранах для них отпадает. От бета-лучей, обладающих большей проникающей способностью, достаточную защиту может представить слой плексигласа толщиной 6 - 8 мм. Изготовленные из плексигласа экраны удобны еще тем, что, защищая тело работника, они вместе с тем не мешают ему наблюдать за работой.

При работе с бета-излучениями в качестве защитных средств нецелесообразно пользоваться свинцом и материалами, содержащими свинец или другой элемент с высоким атомным номером. В этом случае, в результате торможения бета-частиц в материале защиты, возникает так называемое тормозное гамма-излучение, обладающее значительной проникающей способностью. Поэтому изотопы, дающие только бета-излучение, хранят в коробках (контейнерах), изготовленных из пластмассы, и только в тех случаях, когда изотопы дают кроме бета- еще и гамма-излучение, следует применять контейнеры, изготовленные из свинца.

Более сложна защита от рентгеновского и гамма-излучения. В этом случае для расчетов необходимой кратности ослабления дозы используют специальные таблицы и графики. Под кратностью ослабления дозы понимают число, показывающее, во сколько раз должна быть уменьшена мощность дозы в результате применения защитного ограждения. Например, радиоактивный препарат активностью в 10 мг-экв на расстоянии 1 м создает мощность дозы 8,4 мр/час. Это в три раза превосходит предельно допустимый уровень облучения (2,8 мр/час для лиц, работающих с радиоактивными изотопами). Следовательно, данный препарат нуждается в таком защитном экране, который ослаблял бы интенсивность излучения в три раза в том случае, если работающий находится на расстоянии 1 м от препарата.

В качестве материала для изготовления защитных экранов от гамма-лучей применяют свинец, железо, бетон, кирпич. Наиболее сильно поглощает гамма- и рентгеновские лучи свинец. Но, если использование его целесообразно в рентгеновских установках, где толщина защитного слоя составляет всего несколько миллиметров, то для гамма-лучей применение его экономически невыгодно, так как в этом случае толщина защитных экранов должна составлять 10-15 см и больше. Поэтому свинец применяется только в контейнерах, служащих для перевозки гамма-активных изотопов. Для защиты помещений, в которых проводится работа с гамма-излучателями, обычно используют бетон, тяжелый бетон (бетон с примесями, поглощающими гамма-лучи), кирпич.