ЗАТВЕРДЖЕНО Наказ Державної інспекції ядерного регулювання України _____________ 2013 № _____

 

 

 

 

Правила з радіаційної безпеки прискорювачів електронів

 

І. Загальні положення

1.1 Ці Правила поширюються на юридичних та фізичних осіб (далі − суб’єкти діяльності), діяльність яких пов’язана з використанням прискорювачів електронів з максимальною енергією до 100 МеВ, що використовуються в промисловості, медицині, наукових дослідженнях та інших галузях господарства.

1.2  Не поширюються ці Правила на рентгенівські установки, електронні мікроскопи, електронно-променеві установки та інші пристрої з невикористовуваним рентгенівським випромінюванням будь-якого призначення.

1.3 У цих Правилах терміни вживаються у такому значенні:

джерела не використовуваного рентгенівського випромінювання – прилади, установки, пристрої, що генерують невикористовуване іонізуюче випромінювання;

заборонений період – мінімальний час між закінченням опромінення і дозволом на вхід в робочу кімнату (процедурну), необхідний для зменшення в ній концентрації токсичних речовин за рахунок її вентилювання та зниження рівня випромінювання від наведеної активності конструкційних та інших матеріалів прискорювача;

захисні канали прискорювача – конструктивна частина радіаційного захисту прискорювача у формі каналів і лабіринтів для різних комунікацій, що забезпечують зниження рівнів розсіяного випромінювання до допустимих величин;

кімната управління установкою, прискорювачем (пультова) – приміщення, в якому розташовані дистанційні системи для управління установкою, прискорювачем та спостереження за станом пацієнта під час проведення сеансу променевої терапії (для медичних прискорювачів);

невикористовуване рентгенівське випромінювання – рентгенівське випромінювання, що виникає всередині електровакуумних, електронно-променевих приладів в результаті гальмування прискорених електронів на матеріалах, що опромінюються чи досліджуються, і є побічним, не пов’язаним з призначенням цих приладів;

прискорювач електронів (прискорювач) – електрофізичний пристрій, що генерує електрони або гальмівне випромінювання з енергією більше 0,1 МеВ;

радіаційна установка з прискорювачем (установка) – електрофізична радіаційна установка, призначена для опромінення об'єктів, джерелом іонізуючого випромінювання в якій є прискорювач електронів. Ці установки поділяються на: стаціонарні – установки, для розміщення яких необхідні спеціально обладнані приміщення; пересувні – установки, що змонтовані і використовуються на самохідних або інших транспортних засобах (автомашина, вагон тощо);

радіаційно-небезпечна зона – зона, в межах якої потужність дози іонізуючого випромінювання може перевищувати 1 мкЗв/год;

робоча кімната установки, прискорювача (процедурна) – спеціально обладнане приміщення для прискорювача в якому здійснюється безпосередній вплив іонізуючого випромінювання на об'єкти опромінення;

система блокування установки, прискорювача – функціональна частина, що забезпечує вимкнення або заборону ввімкнення пучка прискорювача з метою забезпечення радіаційного захисту персоналу та населення (пацієнтів);

система сигналізації установки, прискорювача – функціональна частина, що інформує про перевищенням заданих рівнів потужності дози під час проведення опромінення та стан окремих функціональних частин установки, прискорювача;

Інші терміни вживаються у значеннях, наведених у Законах України «Про використання ядерної енергії та радіаційну безпеку», «Про дозвільну діяльність у сфері використання ядерної енергії», а також у Вимогах до системи управління якістю проведення діагностичних та терапевтичних процедур затверджених наказом Держатомрегулювання України від 03 жовтня 2008 року № 166, зареєстрованих у Міністерстві юстиції України 29. жовтня 2008 року за № 1054/15745.

1.5 При роботі прискорювача основними чинниками небезпеки, що підлягають періодичному контролю є такі:

радіаційні: виведений з прискорювача пучок прискорених електронів; гальмівне випромінювання, фотонейтрони та інші види іонізуючого випромінювання; радіоактивне забруднення окремих частин прискорювача, що виникає в результаті активації пилу, металів; випаровування активованих матеріалів мішеней та інших вузлів прискорювача; радіоактивні гази і аерозолі; невикористовуване рентгенівське випромінювання;

нерадіаційні: тепловиділення від обладнання і комунікацій; озон і окисли азоту, що утворюються в результаті радіолізу повітря під дією іонізуючого випромінювання прискорювача; електромагнітні поля високих і надвисоких частот; шум; токсичні речовини; електричні і магнітні поля; висока напруга; відкриті елементи обладнання, машин, механізмів, що рухаються..

1.6  Проектна документація на розміщення установки, прискорювача (в тому числі технічні умови, технічний опис, інструкції з монтажу, пусконалагоджувальних робіт, експлуатації, ремонту, введення та виведення з експлуатації тощо) підлягають державній експертизі з ядерної та радіаційної безпеки у встановленому законодавством порядку.

1.7       Діяльність з виробництва та використання прискорювачів здійснюється за наявності ліцензії на відповідний вид діяльності, отриманої у встановленому законодавством порядку.

1.8       Прискорювач і приміщення, в яких він розміщується, до початку експлуатації, приймаються комісією із залученням представників Держінспекцій та/або Держатомрегулювання України.

Комісія встановлює відповідність об'єкта (прискорювача, допоміжного обладнання, приміщень, в яких вони розміщені) технічній документації, проекту розміщення та вимогам норм, правил та стандартів з радіаційної безпеки, та складає акт приймання з висновками щодо можливості введення прискорювача в експлуатацію із зазначенням: ефективності та достатності заходів радіаційного захисту, максимальної енергії і струму прискорених електронів, потужності дози гальмівного випромінювання (електронів) на відстані 1 м від мішені, а також дозволеного режиму роботи прискорювача.

2. Вимоги до проектування та розміщення прискорювачів

2.1       Суб’єкт діяльності забезпечує розташування прискорювачів в окремій будівлі або окремому крилі будівлі, у виробничому приміщенні або на промисловому майданчику з дотриманням вимог норм, правил та стандартів з радіаційної безпеки та з урахуванням типу, призначення та радіаційних характеристик прискорювача.

Забороняється розташування прискорювачів в жилих будівлях та дитячих закладах.

Забороняється використання приміщень, в яких знаходиться введений в експлуатацію прискорювач, для інших цілей, не пов’язаних з використанням прискорювача.

2.2       Проект на розміщення уставки, прискорювача містить таку обов’язкову інформацію:

тип (призначення) прискорювача, вид енергія та інтенсивність випромінювання, сила струму, максимальна допустима кількість одночасно працюючих генеруючих пристроїв, розміщених в одному приміщенні (на одній території, ділянці тощо);

комплекс організаційних, технічних заходів забезпечення радіаційного захисту персоналу та населення, розрахунки радіаційного (біологічного) захисту з урахуванням: призначення приміщення, категорії осіб, що опромінюються, тривалості опромінення, а також радіаційного виходу і робочого навантаження прискорювача.

2.3       Суб’єкт діяльності у проекті для розміщення стаціонарного прискорювача, передбачає такі приміщення:

робочі кімнати (процедурні) та кімнати управління (пультові), що розташовуються в єдиному комплексі;

допоміжні приміщення та обладнання, необхідні для забезпечення роботи прискорювача, здійснення ремонтно-профілактичних робіт тощо;

двоканальну телевізійну систему та двохсторонній переговорний пристрій для зв'язку з пацієнтом під час процедури медичного опромінення (для прискорювачів медичного призначення).

2.4       Теплообмінники та інші пристрої, необхідні для забезпечення роботи прискорювача, можуть розташовуватися в підвальній частині будівлі або безпосередньо під підлогою робочої кімнати. Розміщення високовольтного обладнання прискорювача можливе в підвальному або цокольному поверсі будівлі (за умови розташування робочої кімнати (процедурної) на першому поверсі.

2.5       Склад, кількість і розміри приміщень визначаються на стадії проектування і залежать від призначення прискорювача, обсягу і характеру робіт з прискорювачем та ґрунтуються на вимогах норм, правил та стандартів з радіаційної безпеки з урахуванням технічної і експлуатаційної документації виробника прискорювача.

2.6       На зовнішній поверхні захисту, монтажних люків, дверях робочої кімнати прискорювача (процедурної) повинні бути знаки радіаційної небезпеки.

2.7       Суб’єкт діяльності у проекті для пересувних прискорювачів передбачає виробниче приміщення (цех) з встановленням пульту керування окремо від блоку випромінювача на безпечній для персоналу відстані, захисні кабіни (екрани), тимчасові переносні огородження, знаки радіаційної небезпеки і попереджувальні написи та маркування радіаційно-небезпечної зони.

2.8       Доступ осіб, не пов’язаних безпосередньо з роботою на прискорювачі, в пультову, а також радіаційно-небезпечну зону, повинен бути регламентований.

2.9       Радіаційний (біологічний) захист прискорювача виконується з матеріалів, що ефективно послаблюють потоки прискорених електронів і вторинне іонізуюче випромінювання (гальмівне, нейтронне тощо), а також забезпечують найменший вихід розсіяного випромінювання.

2.10  Проектування радіаційного (біологічного) захисту прискорювача проводиться з урахуванням максимальної енергії та струму прискорених електронів, потужності дози випромінювання на відстані 1 м від мішені прискорювача, геометричних розмірів поля та направленості пучка випромінювання, максимальної тривалості роботи прискорювача, захисних властивостей індивідуального захисту прискорювача (у разі наявності).

Рекомендації з виконання розрахунку радіаційного (біологічного) захисту прискорювача зазначені в додатку 1.

2.11 Всі отвори, комунікаційні та технологічні канали в радіаційному захисті повинні бути спроектовані та виготовлені з дотриманням вимог радіаційної безпеки для відповідних приміщень прискорювача.

2.12 У випадках наявності в робочій кімнаті прискорювача других дверей (наприклад, для подачі виробів на просвічування), необхідно забезпечити їх радіаційний захист та блокування.

2.13 Радіаційний захист пацієнта при проведенні терапевтичних процедур забезпечується з урахуванням принципу оптимізації, здорові органи та тканини повинні, за можливості, екрануватися.

2.14  Робоча кімната (процедурна) прискорювача обладнується примусовою припливно-витяжною вентиляцією з механічним управлінням, призначеною для видалення продуктів радіолізу повітря та інших токсичних речовин, що утворюються при в результаті радіаційних процесів.

2.15  Витяжні вентилятори, що обслуговують робочі кімнати (процедурні) прискорювачів з максимальною енергією електронів від 10 до 100 МеВ, дублюються резервними вентиляторами, що мають продуктивність не менше 1/3 від основних, та обладнані пристроями для автоматичного включення при аварійній ситуації.

2.16Системи вентиляції робочих кімнат (процедурних) забезпечують зниження концентрації токсичних речовин до допустимих величин після закінчення роботи прискорювача або після закінчення забороненого періоду.

Тривалість забороненого періоду визначається за розрахунком, наведеним у додатку 2. Вхід до приміщення робочої кімнати (процедурної) прискорювача дозволяється після закінчення забороненого періоду (у разі його встановлення).

2.17 Необхідність очищення повітря, що видаляється з робочих кімнат (процедурних) прискорювача, визначається на стадії проектування. Викиди повітря в атмосферу без очистки можливі за умови обґрунтування (відповідними розрахунками) їх розсіювання в атмосфері до допустимих величин з урахуванням найбільш несприятливих характерних метеорологічних умов.

2.18Прискорювач обладнується:

надійними системами блокування та сигналізації, які розробляються на стадії його проектування, в тому числі звуковою та світловою сигналізацією, що попереджає про необхідність терміново покинути робочу камеру (процедурну) і лабіринт перед включенням прискорювача та оповіщає про перевищення заданого рівня випромінювання на робочих місцях, та забезпечує автоматичне вимкнення прискорювача;

датчиками дозиметричних приладів, встановленими в прискорювачі, та/або робочій кімнаті (процедурній), та/або лабіринті, та датчиками-сигналізаторами подачі води або повітря для охолодження вузлів прискорювача;

ключем від замка вхідних дверей в робочу кімнату, при вилученні якого автоматично вимикається пучок прискорювача і не можливе його вмикання;

двухстороннім переговорним зв’язком та системою відеонагляду за пацієнтами (для прискорювачів медичного призначення).

2.19 Робочі кімнати (процедурні) обладнуються двома незалежними системами блокування витоку іонізуючого випромінювання, встановленими на вхідних дверях, а також засобами аварійного відключення прискорювача.

2.20У випадку наявності в робочій кімнаті (процедурній) прискорювача монтажних люків, система блокування прискорювача повинна бути обладнана системою блокування цих люків.

2.21В легкодоступних місцях робочої кімнати прискорювача (процедурної) повинні бути встановлені червоні кнопки аварійного вимкнення прискорювача та блокування дверей, при цьому доступ до них персоналу повинен бути забезпечений без необхідності перетину первинного пучка випромінювання. Крім цього, червона кнопка повинна бути встановлена на пульті керування прискорювача.

2.22Усі двері (люки) робочої кімнати прискорювача (процедурної) повинні безперешкодно відчинятися зсередини.

2.23На прискорювачі, що обладнаний конвеєром або іншим пристроєм для подачі об’єктів на опромінення, повинна бути виключена можливість потрапляння людей в робочу кімнату прискорювача через отвір конвеєра (іншого пристрою) під час роботи прискорювача. Заходи щодо попередження таких інцидентів розробляються на стадії проектування.

2.24 При експлуатації медичних прискорювачів на робочому місці персоналу має бути інформація щодо заданої величини потужності дози в робочому пучку, виду та енергії випромінювання, заданого часу опромінення хворого та часу, що пройшов з початку опромінення.

2.25Суб’єкт діяльності забезпечує перевірку справності систем блокування та сигналізації прискорювача щоденно перед початком роботи. У разі несправності хоча б однієї із систем вмикання прискорювача забороняється. Інформація про несправність реєструється у відповідному журналі.

2.26        Прискорювачі медичного призначення можуть додатково оснащуватися:

пристроєм для формування поля опромінення;

системою верифікації умов опромінення;

системою вимірювання поглиненої дози, що відпускається пацієнту, яка дозволяє контролювати стабільність умов опромінення пацієнта протягом сеансу терапії.

2.27На стадії проектування прискорювача з енергією більше 15 МеВ передбачається можливість очищення води, призначеної для охолодження окремих вузлів прискорювача.

У технічній документації на прискорювач наводиться характеристика конструкційних матеріалів, що можуть активуватися в процесі опромінення, яка включає елементний хімічний і процентний склад цих матеріалів.

Усі зміни в проектній та експлуатаційній документації, будь-яка реконструкція та модернізація устаткування, які можуть вплинути на радіаційну безпеку, проводяться суб’єктом діяльності тільки після узгодження з органом державного регулювання ядерної та радіаційної безпеки, який видав ліцензію.

2.28Калібрування, радіаційний контроль та контроль якості, в тому числі і при прийманні та введенні в експлутацію прискорювача медичного призначення, виконуються медичним фізиком безпосередньо або під його контролем.

3. Вимоги до експлуатації прискорювачів

3.1       Експлуатація прискорювача дозволяється при наявності:

ліцензії на право провадження діяльності з використання джерел іонізуючого випромінювання (далі – ДІВ), отриманої у встановленому законодавством порядку;

експлуатаційної документації виробника на прискорювач українською або російською мовою;

протоколів дозиметричних вимірювань радіаційних параметрів прискорювача та радіаційного захисту суміжних приміщень;

акту введення в експлуатацію прискорювача;

позитивного висновку державної експертизи з ядерної та радіаційної безпеки проекту розміщення прискорювача;

реалізації організаційних та технічних заходів щодо забезпечення радіаційної безпеки, попередження радіаційних аварій, обмеження і ліквідації їх наслідків;

 

фінансових, матеріальних та інших ресурсів, відповідної організаційної структури і кваліфікованого персоналу для підтримання рівня безпеки, передбаченого нормами, правилами та стандартами з ядерної та радіаційної безпеки, а також умовами ліцензії.

3.2       Під час роботи прискорювача на пульті управління і над входом в робочу кімнату повинні горіти попереджувальні світлові сигнали.

3.3       До початку експлуатації прискорювача суб’єкт діяльності:

розробляє інструктивну документацію з радіаційної безпеки (інструкцію з радіаційної безпеки, інструкцію щодо дій персоналу у випадку радіаційної аварії, положення про службу радіаційної безпеки, контрольні рівні тощо);

призначає наказом осіб, допущених до робіт з прискорювачами, забезпечує їх навчання та перевірку знань з питань радіаційної безпеки (періодична перевірка знань персоналу з питань радіаційної безпеки повинна проводитися не рідше 1 разу на рік), інструктаж і медичний огляд;

призначає наказами відповідальних осіб за дотримання норм, правил і стандартів з радіаційної безпеки; створення, упровадження та функціонування системи якості робіт при використанні джерел іонізуючого випромінювання (далі – ДІВ); організацію та ведення радіаційного контролю; організацію і здійснення навчання та перевірки знань з радіаційної безпеки; облік та збереження ДІВ, збір, збереження та передачу радіоактивних відходів на спеціалізовані підприємства.

3.4       Допуск до роботи осіб, які тимчасово залучаються до роботи на прискорювачі, здійснюється у тому ж порядку, що і персоналу.

3.5       Суб’єкт діяльності встановлює порядок доступу осіб, робота яких не пов'язана безпосередньо з роботою прискорювача, до пультової, а також у радіаційно-небезпечну зону.

3.6       Суб’єкт діяльності забезпечує технічне обслуговування прискорювача у строки та в обсязі, визначеними технічною та експлуатаційною документацією виробника (але не рідше 1 разу в рік) власними силами (за умови проходження персоналом навчання/стажування у виробника та ліцензії на цей вид діяльності) або із залученням організації, що має ліцензію на цей вид діяльності.

3.7       Суб’єкт діяльності, у разі використання прискорювачів медичного призначення, призначає лікаря – радіолога (променевого терапевта), що виконує або контролює радіологічну процедуру, та медичного фізика відповідальними за радіаційний захист пацієнта при плануванні та виконанні медичного опромінення, включаючи обґрунтування та оптимізацію процедури.

 

4. Вимоги безпеки до виконання робіт з технічного обслуговування прискорювачів

4.1       Суб’єкт діяльності розробляє інструкцію з радіаційної безпеки, що містить порядок виконання робіт, заходи радіаційного захисту, вимоги до систем радіаційного контролю для виконання робіт з технічного обслуговування, ремонту, налагоджування, монтажу та демонтажу прискорювачів з дотриманням вимог норм та правил з радіаційної безпеки згідно з відповідною

4.2       На кожному етапі виконання робіт, зазначених в пункті 4.1, суб’єкт діяльності забезпечує:

вимірювання рівнів випромінювання на зовнішніх поверхнях радіаційного захисту (з урахуванням місць проходження технологічних каналів в радіаційному захисті);

уточнення розмірів радіаційно-небезпечної зони;

визначення детального розподілу полів випромінювання (картограми дозових полів) в приміщеннях прискорювача і приміщеннях, суміжних з ним.

4.3       Усі роботи зазначені в пункті 4.1, з прискорювачами з енергією більше 15 МеВ проводяться під безпосереднім контролем служби радіаційної безпеки (особи, відповідальної за радіаційну безпеку) суб’єкта діяльності.

4.4       Персонал, який бере участь у роботах з прискорювачами, зазначеними в пункті 4.3, забезпечується засобами індивідуального захисту, згідно з переліком, визначеним на стадії проектування.

5. Радіаційний контроль

5.1 На стадії проектування, з метою організації та проведення контролю за радіаційною обстановкою та дозами опромінення, розробляється система радіаційного контролю, що включає:

місце (приміщення) для служби радіаційної безпеки та її оснащення сучасною апаратурою для проведення відповідних вимірювань;

обсяг, характер і періодичність радіаційного контролю, а також облік і порядок реєстрації його результатів;

стаціонарний дозиметричний контроль за рівнями іонізуючого випромінювання (електронів, гальмівного випромінювання тощо);

індивідуальний дозиметричний контроль персоналу;

періодичний радіаційний контроль з використанням переносних дозиметричних приладів в радіаційно-небезпечній зоні, на зовнішній поверхні біологічного захисту, на робочих місцях персоналу, у суміжних приміщеннях – два рази на рік для стаціонарних прискорювачів, та один раз на місяць для переносних прискорювачів, а також у кожному випадку збільшення потужності прискорювача, зміні режиму його експлуатації та конструкції радіаційного захисту;

контроль за наведеною активністю і потужністю дози від активованих у процесі роботи прискорювача конструкційних матеріалів і об'єктів опромінення та контроль справності систем блокування та сигналізації.

5.2 Радіаційний контроль та контроль за дотриманням персоналом норм і правил і стандартів з радіаційної безпеки здійснюється службою радіаційної безпеки (особою, відповідальною за організацію та ведення радіаційного контролю та/або особою, відповідальною за радіаційну безпеку) суб’єкт діяльностіа.

5.3 Чисельний склад служби радіаційної безпеки, її права та обов'язки визначається суб’єкт діяльностіом з урахуванням обсягу і характеру робіт, типу та призначення прискорювача.

5.4 Радіаційний контроль здійснюється відповідно до програми радіаційного контролю, розробленої згідно вимог норм, правил та стандартів з радіаційної безпеки.

5.5 Дозиметричні прилади, що використовуються для проведення вимірювань, захищаються від впливу високочастотних електромагнітних полів.

5.6 На прискорювачах з енергією прискорених електронів більше 15 МеВ і на прискорювачах, на яких використовуються мішені з берилію або тритію, запроваджується обов’язковий:

періодичний (не рідше двох разів на рік, а також при зміні характеру робіт) контроль за потоками нейтронів, рівнями радіоактивного забруднення довкілля та об'єктів опромінення, одягу і шкіри персоналу, зумовленими наведеною активністю, а також контроль за збиранням, тимчасовим зберіганням і подальшим поводженням з радіоактивними відходами;

контроль та облік доз опромінення персоналу при виконанні ним робіт з технічного обслуговування, ремонту аварійних робіт.

6. Попередження радіаційних аварій та ліквідація їх наслідків

6.1       Суб’єкт діяльності забезпечує розробку інструкції щодо дій персоналу у випадку радіаційної аварії, яка містить:

прогноз можливих радіаційних аварій та опис заходів щодо їх ліквідації;

порядок дій персоналу при виникненні радіаційної аварії;

систему лікувально-профілактичних заходів у ситуаціях аварійного опромінення;

заходи з радіаційного захисту персоналу при ліквідації наслідків аварії, включаючи засоби індивідуального захисту.

6.2       При виникненні будь-якої ситуації або обставин, які призвели до порушень норм і правил радіаційної безпеки, суб’єкт діяльності повинен протягом доби поінформувати Держінспекцію за місцем знаходження або Держатомрегулювання України.

6.3       У разі встановлення факту радіаційної аварії суб’єкт діяльності негайно інформує органи та установи, визначені документами суб’єкта діяльності, що регламентують аварійні процедури.

6.4       В випадках, визначених у пунктах 6.2 та 6.3, суб’єкт діяльності:

виконує необхідні дії для усунення порушень, передбачені документами, що регламентують аварійні процедури;

проводить службове розслідування причин та обставин порушень, а по його закінченні, подає письмовий звіт про результати розслідування до Держінспекції за місцем знаходження або Держатомрегулювання України у встановленому законодавством порядку;

у випадку ненавмисного чи помилкового опромінення (у разі використання прискорювачів медичного призначення) поінформувати пацієнта та його лікаря про цей випадок та можливі ризики для пацієнта.

Відновлення експлуатації прискорювача після ліквідації всіх наслідків аварії допускається після отримання дозволу від Держінспекції, що видала ліцензію.

7. Вимоги до виведення з експлуатації прискорювачів

7.1       Рішення про виведення з експлуатації прискорювача, а також про методи виведення приймається суб’єктом діяльності з урахуванням:

результатів комплексного обстеження радіаційного та технічного стану технологічних систем і обладнання, будівельних конструкцій та прилеглої території;

оцінки (розрахунків) очікуваних індивідуальних і колективних доз опромінення персоналу і населення.

7.2       Для прискорювачів з енергією більше 15 МеВ суб’єкт діяльності забезпечує розробку програми зняття з експлуатації прискорювача, що має передбачати заходи із забезпечення безпеки на різних етапах виведення установки з експлуатації (зупинка, консервація, демонтаж, перепрофілювання, ліквідація та передача на зберігання, а також при проведенні ремонтних робіт тощо) та складається, зокрема, з таких розділів:

опис необхідного обладнання для проведення демонтажних робіт;

опис методів та засобів дезактивації демонтованого обладнання;

порядок поводження з радіоактивними відходами (у разі їх утворення);

оцінку (розрахунки) очікуваних індивідуальних та колективних доз персоналу та населення;

заходи з підготовки персоналу суб’єкт діяльностіа до виконання робіт з виведення установки з прискорювачем з експлуатації.

7.3       Роботи по виведенню прискорювачів з експлуатації виконуються персоналом суб’єкта діяльності або персоналом іншої організації, що має ліцензію на провадження діяльності з використання ДІВ в частині виконання робіт з виведення з експлуатації.

 

Начальник Управління радіаційної

безпеки – державний інспектор В. Рязанцев

 

Додаток 1 до Правил з радіаційної безпеки прискорювачів електронів

 

Рекомендації до розрахунку радіаційного (біологічного) захисту прискорювача

Розрахунок біологічного захисту прискорювача включає три етапи:

розрахунок потужностей доз у розрахункових точках без біологічного захисту;

визначення необхідних кратностей ослаблення отриманих потужностей доз з урахуванням категорії приміщень;

вибір матеріалів і розрахунок товщин біологічного захисту, що забезпечують необхідні кратності ослаблення.

Набір необхідних вихідних даних і формули, використовувані для розрахунку потужностей доз у заданих точках без біологічного захисту, розрізняються для різних видів прискорювачів. При проведенні розрахунків біологічного захисту розрізняють три види прискорювачів електронів:

прискорювачі технологічного й наукового призначення, що працюють у режимі безперервного випромінювання (промислові прискорювачі);

прискорювачі, що працюють в імпульсному режимі (імпульсні прискорювачі);

прискорювачі для установок медичного призначення (медичні прискорювачі).

Для проведення розрахунку потужностей доз без біологічного захисту використовують наступні вихідні дані:

 

1) Для промислових прискорювачів:

максимальна енергія прискорених електронів Е₀, МеВ;

максимальний струм пучка електронів J, мА,

матеріал захисту;

матеріал мішені;

форма й розміри пучка випромінювання, що взаємодіє з опромінюваним об’єктом;

частка пучка електронів, що втрачається на різних вузлах прискорювача, атомний номер матеріалів прискорювача;

режим роботи прискорювача (тривалість опромінення за зміну, число робочих змін у добу, у рік, середня тривалість опромінення за рік).

2) Для імпульсних прискорювачів:

максимальна енергія прискорених електронів Е₀, МеВ;

тривалість імпульсу й частота проходження імпульсів;

максимальний середній струм електронів (заряд прискорених електронів у секунду);

матеріал захисту;

матеріал мішені;

форма й розміри пучка випромінювання, що взаємодіє з опромінюваним об’єктом;

частка пучка електронів, що втрачається на різних вузлах прискорювача, атомний номер матеріалів прискорювача;

режим роботи прискорювача (сумарний заряд прискорених електронів за робочу зміну, за добу, за рік).

3) Для медичних прискорювачів:

максимальна енергія електронів для режиму опромінення електронами й режиму опромінення гальмівним випромінюванням, Е₀, МеВ;

потужність дози гальмівного випромінювання в ізоцентрі;

потужність дози гальмівного випромінювання поза ізоцентром (де саме? В точках чи картограмма?);

співвідношення потужності дози нейтронів до потужності дози гальмівного випромінювання в ізоцентрі;

розміри пучка випромінювання й можливих його напрямків;

відстань до ізоцентра;

режим роботи прискорювача (робоче навантаження за тиждень, що дорівнює добутку середньої дози за час опромінення одного пацієнта на число пацієнтів на тиждень, число змін на добу, число робочих днів на тиждень, на рік).

Для установок різних типів можуть використовуватися й інші вихідні дані, наведені в їх технічній документації або отримані в результаті вимірювань, наприклад: потужність дози гальмівного випромінювання від мішені, від різних частин прискорювача, у різних напрямках, потужність дози в суміжних із прискорювачем приміщеннях тощо.

Необхідно врахувати, що крім мішені електрони при прискоренні можуть взаємодіяти з у вузлами прискорювача, створюючи додаткові джерела іонізуючого випромінювання. Це тим більше важливо, що в промислових опромінювальних установках прискорювач і робоча камера з мішенню можуть розміщатися в різних приміщеннях.

Розраховується середня за робочу зміну потужність еквівалентної дози гальмівного і нейтронного випромінювання (якщо таке є).

Середня потужність дози гальмівного випромінювання в розрахунковій точці визначається за формулою:

мкЗв/год, (1)

де: Р₁(θ)- середня потужність дози на відстані 1 м від джерела випромінювання в напрямку на розрахункову точку, мкЗв·м²/год,

θ - кут між напрямком пучка електронів і напрямком на розрахункову точку,

R - відстань від джерела до розрахункової точки, м.

Джерелами іонізуючого випромінювання є всі місця взаємодії електронів з речовиною.

 

Потужність дози гальмівного випромінювання на відстані 1 м від джерела випромінювання приймається згідно з технічним даними прискорювача, або розраховується за формулами:

1) Для промислових прискорювачів:

мкЗв/год, (2)

де: Р_1,1(θ) - потужність дози на відстані 1 м від джерела випромінювання під кутом θ до напрямку пучка електронів при струмі пучка 1мА, мкЗв∙м²/(год∙мА),

J - струм пучка електронів, мА,

Т_из - тривалість опромінення за зміну, год,

Т_см - тривалість зміни, год,

K - кратність ослаблення дози випромінювання в конструкційному захисті, що входить до складу прискорювача.

2) Для імпульсних прискорювачів:

мкЗв/год, (3)

де: Q - сумарний заряд прискорених електронів за зміну, Кл.

 

3) Для медичних прискорювачів:

мкЗв/год. (4)

де: W- робоче навантаження, що дорівнює добутку середньої дози за 1 процедуру на число процедур опромінення на тиждень, Зв у тиждень,

r - відстань від джерела випромінювання до ізоцентра, м,

b(θ) - коефіцієнт виходу випромінювання з об'єкта, що опромінюється, у напрямку θ,

T_тиж - тривалість роботи всіх змін персоналу категорії А за тиждень, год

Р_1,1(θ) = 6,0 ∙10⁵ · Р_таб(θ), мкЗв∙м²/(год∙мА) (5)

 

де: Р_таб(θ) - значення з таблиці 2 для обрані енергії електронів Е₀ і матеріалу мішені, сГр∙ м²/(мА·хв).

 

Середня за робочу зміну потужність дози нейтронів на відстані 1 м від мішені визначається за формулами:

 

1) Для промислових прискорювачів:

мкЗв/год,

де: f - коефіцієнт виходу фотонейтронів на 1 електрон (визначається по таблиці А.6, або за формулою: f = 1,5∙ 10^-4 ·Е₀),

α - коефіцієнт переводу щільності потоку нейтронів у потужність еквівалентної дози (α = 1,7 мкЗв∙ см²·с/год),

К_н - кратність ослаблення потужності дози нейтронів у конструктивному захисті прискорювача.

Підставляючи вищенаведені вирази для f й α, остаточно одержуємо:

мкЗв/год, (6)

 

2) Для імпульсних прискорювачів:

мкЗв/год, (7)

3) Для медичних прискорювачів:

мкЗв/год, (8)

де: с – відношення потужності еквівалентної дози нейтронів в ізоцентрі до потужності дози гальмівного випромінювання.

Необхідна кратність ослаблення випромінювання в захисті визначається по формулі:

(9)

 

де: Р_пр- проектна потужність дози, мкЗв/год.

 

Значення проектної потужності дози за біологічним захистом прискорювача розраховуються виходячи з лімітів дози (ЛД) для відповідних категорій осіб, що опромінюються, і можливої тривалості їхнього перебування в суміжних приміщеннях або на прилеглих територіях з використанням співвідношення:

 

мкЗв/год, (10)

 

де: 10³ – коефіцієнт переходу від мЗв до мкЗв,

ЛД – ліміт дози, мЗв на рік,

2 - коефіцієнт запасу,

Т – максимальна частка часу перебування людей в даному приміщенні,

n – коефіцієнт змінності, що враховує можливість двозмінної роботи прискорювача,

1700 - стандартизована тривалість роботи персоналу за рік при однозмінній роботі, годин на рік.

 

У таблиці А.1 наведені рекомендовані значення проектної потужності дози для зазначених умов.

У таблиці А.2. приведені значення потужність поглиненої дози гальмівного випромінювання в повітрі в залежності від кута між напрямками пучка електронів і напрямком виходу гальмівного випромінювання з мішені.

 

Визначивши необхідну кратність ослаблення потужності дози випромінювання й ефективну енергію гальмового випромінювання (E_еф), вибирають матеріал захисту і, за допомогою таблиць А.3 – А.5, знаходять необхідну товщину біологічного захисту для отримання заданої кратності ослаблення. Ефективну енергію гальмівного випромінювання (Е_еф) залежно від енергії електронів (Е₀) визначають наступним чином:

при Е₀ £ 1,7 МеВ,

при 1,7 МеВ < Е₀ £ 10 МеВ, (11)

при 10 МеВ < Е₀ £ 15 МеВ,

при Е₀ > 15 МеВ.

 

Таблиця 1. Проектна потужність дози (Р_пр) за стаціонарним захистом прискорювача електронів для приміщень і території різного призначення

 

 

Таблиця 2. Потужність поглиненої дози гальмівного випромінювання в повітрі, сГр∙ м²/(мА∙ хв)

θ*, град	Е0, МеВ
	0,2				0,3				0,5				0,7
	Матеріал мішені
	Аl	Fe	Sn	Au	Аl	Fe	Sn	Au	Аl	Fe	Sn	Au	Аl	Fe	Sn	Au
0	0,8	1,3	1,75	3,3	1,95	3,50	4,4	7	6,3	8,6	15	23	15,1	21,6	35	45,8
10	0,7	1,2	1,66	2,9	1,67	3,16	4,0	6,15	5,55	8,1	13,2	20	12,7	19,2	34,3	40,2
20	0,7	1,1	1,50	2,45	1,67	2,80	3,7	5,3	5,1	7,4	11,7	16,7	10,8	17,2	28,2	34,6
30	0,62	1,0	1,40	2,1	1,60	2,46	3,5	4,6	4,3	6,7	10,6	14,0	9,3	15,4	24,6	29
40	0,55	0,97	1,23	1,85	1,50	2,20	3,16	4,12	3,6	5,8	8,8	12,3	7,9	12,6	20,6	24,6
50	0,49	0,53	1,15	1,58	1,40	1,93	2,8	3,96	2,7	5,0	7,9	10,5	6,3	10,4	17,2	21
60	0,53	0,7	1,0	1,40	1,32	1,75	2,46	3,34	2,1	4,0	6,85	9,7	5,3	8,16	14	17,5
70	0,35	0,61	0,88	1,28	1,23	1,60	2,1	3,10	1,67	3,5	5,65	7,65	3,86	6,5	11,4	15,3
80	0,32	0,54	0,80	1,15	1,0	1,40	1,76	3,10	1,05	2,3	4,4	6,85	3,0	4,7	9,15	13
90	0,26	0,47	0,70	1,0	0,88	1,32	1,40	2,55	0,61	1,0	3,5	6,85	2,16	3,1	7	11,5
100	0,24	0,44	0,61	0,98	0,70	1,15	1,23	2,46	0,7	1,4	3,1	6,85	-	-	6,5	11,2
110	0,21	0,46	0,53	1,0	0,53	1,0	1,05	2,46	0,98	2,2	3,16	7,65	-	-	7,0	12,7
120	0,2	0,53	0,53	1,0	0,42	1,0	1,23	2,46	1,23	2,46	3,7	7,9	-	-	7,8	15
130	0,17	0,49	0,61	1,14	0,35	0,97	1,5	2,71	1,23	2,64	4,4	7,9	-	-	8,25	15,5
140	0,16	0,47	0,80	1,30	0,35	0,88	1,76	2,71	1,05	2,48	5,2	7,9	-	-	8,6	15,7
150	0,16	0,44	0,88	1,20	0,26	0,88	1,94	2,71	0,97	2,2	5,3	7,9	-	-	8,8	15,8
160	0,15	0,40	0,88	1,20	0,26	0,79	1,94	2,71	-	-	5,2	7,9	-	-	8,8	15,8
170	0,13	0,37	0,84	1,14	0,26	0,70	1,85	2,46	-	-	4,84	7,9	-	-	8,8	15,8
180	0,11	0,35	0,80	0,80	0,26	0,70	1,76	2,64	-	-	4,5	7,9	-	-	8.,8	15,8
*θ – кут між напрямками пучка електронів і напрямком виходу гальмівного випромінювання з мішені

Таблиця 2. (Продовження)

θ*, град	Е0, МеВ
	1,0				1,25			1,5
	Матеріал мішені
	Аl	Fe	Au	Sn	Al	Cu	Au	Al	Cu	Au
0	39,6	58	81,6	79	49,3	72	133,5	84,5	128	216,3
10	36,0	51	75,5	65	43	70,3	128	74	121.4	210,5
20	28,2	42,2	65,	54,5	30,6	52	103	47,5	92,5	186
30	19,4	31,8	55,4	44,8	24,6	36	97,5	92,6	67	154
40	14,1	29,8	49,2	37,5	20,6	32,5	82,4	26,4	51	134
50	12,3	23	45	30,8	16,4	29	72,4	22,8	45,7	124
60	9,7	19,4	33,5	27,2	14,4	20,6	61,5	20,2	38,8	114
70	8,1	15	29	22,8	12,3	19,6	59,8	16,7	36	103
80	4,76	11,4	22	19,7	10,3	18,5	57	13,2	30,8	92,5
90	2,0	4,5	17	16,7	6,15	17,5	56,4	7,91	28,2	82,9
100	2,65	6,5	32,5	15,4	5,6	16,4	54,5	7,22	24	85
110	3,18	8,3	37	14,0	5,1	16	52,7	6,7	23	79,4
120	3,1	9,7	39,5	15,0	4,56	15,4	51,8	6,15	18,5	77,5
130	3.1	9,7	39	15,4	4,14	14,9	51,1	5,64	17,6	76,7
140	3.1	9,7	39	16,7	3,6	14,4	49,2	5,1	16,7	75,7
150	3,1	7,8	37,8	17,6	3,0	14,0	58,5	4,65	15	74
160	3,0	7,0	37,8	17,6	2,5	13,9	-	4,1	-	-
170	3.0	7,0	37,8	17,7	2,5	13,8	-	3,1	-	-
180	2,9	6,15	37,8	17,6	2,5	13,8	-	2,55	-	-

Таблиця .2. (Продовження)

 

θ*, град	Е0, МеВ
	1,75			2			2,8			4	8
	Матеріал мішені
	Аl	Cu	Au	Al	Fe	Au	Al	Fe	Au	Sn	Sn
0	129	206	340	256	358	457	817	964	1070	2750	16100
10	103	164	266	194	274	408	520	670	856	1895	4720
20	68	126	237	125	203	312	285	437	625	1119	3330
30	53	103	203	85,5	138	245	170	306	484	875	2740
40	47,5	67	189	67	105	189	138	238	382	735	2180
50	41,5	56	165	59	85	157	85	171	300	620	1580
60	32,6	51	155	33	67	119	68	121	252	525	1190
70	25,6	41,4	144	19,4	53	86	51	86	202	429	880
80	19,4	34,4	134	16,7	32	60	34	51	118	314	590
90	16,9	28,2	128,4	11,4	29	49	26	31	110	273	440
100	13,5	25,5	119	13,2	31	119	31	33	134	392	660
110	11,4	22,8	108	13,2	25	103	35	53	168	318	540
120	10,6	20,3	103	12,5	25,5	113	35	70,5
130	9,7	18,5	98	8,3	25	108	17,6	70,5	202	234	415
140	8,3	17,7	93	7,3	23	103	17,6	53	202	205	375
150	7,2	16,7	28	7,2	18,5	-	17,6	53	185	182	345
160	6,15									169	325
170	5,7									145	307
180	5,2									133	295

 

Таблиця .2. (Продовження)

 

θ*, град	Е0, МеВ
	10	30	60	100
	Матеріал мішені
	W	W	W	W
0	4,77∙ 104	1∙ 106	6,82∙ 106	1,19∙ 107
10	1,68∙ 104	1,86∙ 105	5,05∙ 105	8,75∙ 105
20	8,12∙ 103	8,05∙ 104	1,8∙ 105	2,35∙ 105
30	5,26∙ 103	3,9∙ 104	6,27∙ 104	8.74∙ 104
40	3,34∙ 103	2,18∙ 104	2,92∙ 104	5,95∙ 104
50	2,2∙ 103	1.38∙ 104	1,64∙ 104	4,2∙ 104
60	1,28∙ 103	9,4∙ 103	8,7∙ 103	3,5∙ 104
70		5,57∙ 103	5,87∙ 103	3,14∙ 104
80		2,34∙ 103	2,34∙ 103	2,96∙ 104
90		1,0∙ 103	1,45∙ 103	2,76∙ 104
100		1,49∙ 103	9,0∙ 102	2,58∙ 104
110		1,75∙ 103	1,22∙ 103	2,16∙ 104
120		1,75∙ 103	1,19∙ 103	1,85∙ 104
130		1,75∙ 103	1,15∙ 103	1,5∙ 104
140		1,62∙ 103	1,13∙ 103	1,39∙ 104
150		1,45∙ 103	1,11∙ 103	1,22∙ 104
160				1,18∙ 104
170				1,0∙ 104
180				9,7∙ 104

 

Розрахунок ослаблення нейтронів у захисті може проводитися методом довжин релаксації. Для бетону довжина релаксації нейтронів (λ) дорівнює 16 см. Кратність ослаблення потужності еквівалентної дози фотонейтронів у захисті з бетону можна оцінити з використанням співвідношення:

 

, (А.12)

 

де: К_н – кратність ослаблення потужності дози фотонейтронів,

d – товщина біологічного захисту з бетону, см,

λ - довжина релаксації фотонейтронів у бетоні, см.

 

Товщину радіаційного захисту вибирають таким чином, щоб отримана кратність ослаблення потужності еквівалентної дози була не менше величини, розрахованої з використанням співвідношення (А.9).

 

Таблиця 3. Товщина захисту з бетону (см) для різних кратностей ослаблення К

 

K	Ееф, МеВ
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	6,0
10	7,2	13,5	19,0	22,5	25,8	26,8	27,6	28,4	29,1	29,9	34,0	37,6	43,4	47,5	51,6
20	8,2	15,3	21,4	25,8	29,9	31,9	33,6	35,0	36,2	37,0	42,5	47,5	54,0	58,7	64,6
50	9,9	18,8	25,1	30,8	35,0	37,6	39,4	41,2	42,8	44,6	51,0	58,1	66,9	72,8	81,6
100	11,2	21,1	28,9	35,2	39,9	43,0	45,3	47,2	48,8	50,5	58,3	65,7	77,5	84,5	95,1
5∙ 102	13,8	26,0	36,0	43,9	50,5	54,5	57,3	59,8	62,5	64,6	74,8	84,5	101	110	124
103	15,5	28,2	39,2	48,1	55,2	59,2	52,5	65,3	67,3	70,4	81,7	87,6	110	121	138
5∙ 103	18,8	33,1	45,6	56,4	65,2	70,0	74,0	77,0	80,2	82,8	97	111	133	147	167
104	20,1	35,2	48,5	60,3	69,3	74,5	79,1	82,9	86,2	89,2	104	119	143	157	179
5∙ 104	23,3	42,3	56,4	68,6	79,0	84,7	88,7	93,4	97,9	102	120	136	165	181	207
105	30,5	50,5	64,6	75,1	82,8	89,0	93,5	98,1	102	107	127	144	174	191	218
5∙ 105	44,8	61,5	73,7	83,7	92,5	99,3	104	110	115	122	142	162	196	215	247
106	49,3	66,4	79,8	89,8	97,0	104	114	114	120	124	150	171	205	225	261
5∙ 105	59,4	79.7	91,6	101	107	114	120	126	132	137	166	189	227	250	288
107	64,0	84,9	95,7	106	111	119	125	130	136	142	173	197	236	259	299

 

 

Таблиця 4. Товщина захисту із заліза (см) для різних кратностей ослаблення

 

K	Ееф, МеВ
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0
10	2,1	3,4	4,5	5,4	6,2	6,8	7,3	7,8	8,2	8,5	10,0	11,0	12,2	12,5	12,7
20	2,6	4,3	5,5	6,6	7,5	8,3	8,9	9,5	10,0	10,5	12,2	13,7	15,3	16,0	16,4
50	3,1	5,1	6,9	8,2	9,3	10,2	11,2	12,0	12,7	13,4	15,5	17,1	19,3	20,2	21,2
100	3,8	5,9	7,5	9,0	10,2	11,2	12,2	13,1	14,0	14,7	17,6	19,7	22,3	23,4	24,6
5∙ 102	4,6	7,4	9,6	11,6	13,4	14,7	15,8	16,9	17,7	18,6	22,5	25,4	29,1	30,7	32,3
103	5,0	8,0	10,5	12,7	14,7	16,2	17,5	18,6	19,5	20,4	24,6	28,0	31,9	33,7	35,6
5∙ 103	6,7	10,2	13,0	15,5	17,6	19,2	20,7	22,1	23,3	24,4	29,4	33,4	38,2	40,3	43,2
104	7,4	11,1	14,0	16,6	18,8	20,7	22,2	23,6	24,9	26,2	31,4	35,8	41,0	43,2	46,5
5∙ 104	8,3	12,6	16,0	19,0	21,6	23,5	25,5	27,5	28,5	30,0	36,3	41,2	47,2	49,9	53,9
105	8,5	13,1	16,9	20,0	22,7	25,0	26,9	28,6	30,3	31,8	38,2	43,5	50,0	53,0	57,8
5∙ 105	9,3	14,3	18,5	22,1	25,5	27,9	30,1	32,0	33,8	35,5	42,6	48,8	56,1	60,0	64,4
106	9,9	15,4	19,9	23,6	26,7	29,2	31,5	33,5	35,4	37,1	44,6	51,0	58,8	63,0	67,5
5∙ 105	10,9	16,8	21,8	25,9	29,4	32,4	34,8	37,0	39,0	40,8	49,1	56,3	65,1	70,0	76,2
107	11,6	17,7	22,8	27,0	30,5	33,5	36,1	38,4	40,5	42,4	51,1	58,6	67,8	72,8	78,0

Таблиця 5. Товщина захисту зі свинцю (см) для різних кратностей ослаблення

K	Ееф, МеВ
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	6,0
10	0,3	0,6	0,9	1,3	1,6	2,1	2,6	3,1	3,5	3,8	5,1	5,9	6,5	6,4	5,5
20	0,3	0,6	1,1	1,5	2,0	2,6	3,3	3,9	4,4	4,9	6,6	7,6	8,3	8,2	7,1
50	0,4	0,9	1,4	1,95	2,6	3,3	4,0	4,6	5,3	6,0	8,2	9,6	10,6	10,5	9,2
100	0,5	1,0	1,6	2,3	3,0	3,9	4,7	5,5	6,3	7,0	9,7	11,3	12,2	12,1	10,9
5∙ 102	0,7	1,4	2,2	3,1	4,0	5,1	6,1	7,2	8,2	9,2	12,9	15,0	16,3	16,1	14,9
103	0,7	1,5	2,4	3,3	4,4	5,7	7,0	8,1	9,2	10,2	14,1	16,5	18,0	17,8	16,5
5∙ 103	0,9	1,9	3,0	4,2	5,5	7,0	8,5	9,9	11,2	12,4	17,0	19,8	21,9	21,7	20,3
104	1,1	2,1	3,3	4,6	5,9	7,5	9,1	10,6	12,0	13,3	18,3	21,3	23,5	23,4	22,0
5∙ 104	1,2	2,4	3,7	5,2	6,9	8,7	10,5	12,3	14,0	15,6	21,4	24,7	27,3	27,2	25,8
105	1,2	2,4	3,8	5,4	7,2	9,2	11,1	13,0	14,8	16,5	22,7	26,2	28,9	28,9	27,5
5∙ 105	1,4	2,8	4,4	6,1	8,2	10,2	12,3	14,4	16,5	18,5	25,5	29,5	32,7	32,7	31,4
106	1,5	3,0	4,7	6,5	8,7	10,9	13,1	15,3	17,5	19,9	26,8	31,0	34,3	34,4	33,0
5∙ 105	1,6	3,3	5,3	7,3	9,6	12,1	14,7	17,2	19,5	21,6	29,7	34,3	38,1	38,3	36,8
107	1,7	3,4	5,4	7,6	10,1	12,6	15,2	17,8	20,3	22,5	31,2	35,8	29,7	39,9	38,4

Таблиця 6. Вихід фотонейтронів з різних мішеней залежно від енергії електронів

Е0, МеВ	N∙ 10-4 фотонейтрон/електрон
	Cu (50 г/см2)	Cu (12,7 г/см2)	Ta (12,5 г/см2)	Pb (23 г/см2)
11	-	-	-	1.5
12	-	-	0,6	-
15	0,8	0.4	3,5	-
19	-	-	-	22
20	6	3	13	-
28	21	8	-	46
30	-	-	40
34	33	13	-	79
35	-	14	-	-
100	-	-	100	-

 

Додаток 2 до Правил з радіаційної безпеки прискорювачів електронів

 

Рекомендації до розрахунку тривалості забороненого періоду

Для видалення надлишку теплоти, що утворюється в робочій камері прискорювача, повинні бути забезпечені кратності повітрообміну не менше, наведених у таблиці 1.

 

Таблиця 1. Мінімальні кратності повітрообміну в робочій камері прискорювача

Обсяг робочої камери, м3	до 100	100-500	500-1000	понад 1000
Кратність повітрообміну, ч-1	15	10	5	2

 

При забезпеченні наведених кратностей повітрообміну в робочій камері під час роботи прискорювача у більшості випадків концентрації утворених шкідливих речовин значно перевищують їх гранично допустимі концентрації (ГДК). Тому після вимикання прискорювача для забезпечення безпеки персоналу вводиться заборонний період (Т_заб), протягом якого вхід персоналу в робочу камеру має бути виключений.

Заборонний період, у загальному випадку, визначають за формулою:

 

, год, (1)

 

де: С_i - концентрація i-гo токсичної (радіоактивної) речовини в робочій камері в момент припинення опромінення, мг/м (ГБк/м³);

ГДК_i - гранично опустима концентрація i-ro токсичної речовини, мг/м³;

ДКа_i - допустима концентрація 1-ої радіоактивної речовини, ГБк/м³;

К_кам - кратність повітрообміну в робочій камері прискорювача, год^-1;

λ_i - коефіцієнт, що характеризує хімічну (або ядерну) нестійкість токсичної (радіоактивної) речовини після припинення опромінення, год^-1 .

 

У результаті радіолізу повітря утворяться озон й окисли азоту, що є постійними супутніми факторами небезпеки при роботі прискорювача.

Однак, через те, що при роботі прискорювачів токсичність продуктів радіолізу повітря визначається, в основному озоном, що утвориться (ГДК озону в 50 разів нижче ГДК окисидів азоту), всі розрахунки вентиляції повинні ґрунтуватися на забезпеченні необхідного зниження концентрації озону.

Продукти радіолізу повітря на установках із прискорювачами електронів утворяться лише в зоні пучка прискорених електронів. Потім вони поширюються в об’ємі всієї камери (за рахунок перемішування повітря).

Концентрація озону в зоні дії пучка електронів розраховується за формулою:

 

, мг/м³, (2)

 

де - концентрація озону в зоні опромінення (в пучку електронів) під час роботи прискорювача;

t_зо - час знаходження повітря в зоні опромінення (в пучку електронів), год;

J - струм пучка електронів, А;

S_зо - площа поперечного перерізу зони опромінення (розгорнення), м^2;

К_зо - кратність повітрообміну в зоні опромінення (в пучку), год^-1;

λ_рад - коефіцієнт, що враховує радіаційну нестійкість озону, величина якого залежить від потужності поглиненої дози в повітрі й розраховується за формулою:

 

λ_рад=1,6∙ 10^-2 ∙Р^0,6, год^-1 (3)

 

Потужність поглиненої дози прискорених електронів у повітрі розраховується за формулою:

, сГр/год, (4)

де: - іонізаційні втрати, МеВ∙ см²/г (див. таблицю Б.2);

d – відстань від вихідного вікна прискорювача до мішені, м.

 

Таблиця Б.2. Іонізаційні втрати при проходженні прискорених електронів різної енергії в повітряному середовищі

Е0, МеВ	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8	1,0	1,5
	2,46	2,08	1,90	1,74	1,70	1,66	1,66

 

Е0, МеВ	2	3	4	6	8	10	20
	1,68	1,74	1,79	1,88	1,93	1,98	2,13

 

Е0, МеВ	30	40	60	80	100
	2,22	2,29	2,38	2,45	2,50

 

Для найбільш ефективного видалення шкідливих речовин доцільно встановлювати місцеві вентиляційні установки поблизу місць утворення таких речовин.

При експлуатації прискорювача з індивідуальним біологічним захистом продукти радіолізу повітря утворяться в невеликому об’ємі. У цьому випадку важливо запобігати поширенню цих шкідливих речовин у пультову й інші приміщення, де постійно перебуває персонал. Для цього продуктивність місцевої вентиляційної установки із зони опромінення повинна забезпечувати швидкість руху повітря в місцях відкачування (вхід і вихід транспортера в зону опромінення, щілини й т.п.) не менш 0,5 м/с. Ця умова дотримується при продуктивності місцевої вентиляційної установки 500-1000 м³/год.

Існує кілька варіантів місцевої вентиляції із зони опромінення, а саме, відкачування повітря:

на рівні дії пучка електронів по краю розгортання його (з однієї або обох сторін технологічного каналу);

по обидва боки прискорювача на виході й вході технологічного каналу в зону опромінення;

над біологічним захистом (індивідуальний захист прискорювачів відіграє роль затяжного зонта).

Прискорювач може бути увімкнений лише при включенні місцевої вентиляції. Система місцевого відкачування із зони опромінення повинна працювати від окремого вентилятора. Вентилятор повинен бути винесений за межі приміщення.

Через малий об’єм зони опромінення на прискорювачі електронів з індивідуальним захистом зниження концентрації газоподібних продуктів радіолізу або активації в технологічному каналі до допустимих рівнів при працюючій місцевій вентиляції відбувається практично за кілька секунд після вимикання прискорювача, тому поняття заборонного періоду в цьому випадку втрачає практичний зміст.

Викид в атмосферу повітря, що не містить крім продуктів його радіолізу (озону й оксидів азоту) ніяких інших токсичних або радіоактивних речовин, може відбуватися без попереднього очищення.

При наявності повітрообміну в зоні опромінення утворення озону і його поширення в об’ємі камери при включеному прискорювачі відбувається безупинно. Причому концентрація озону в повітрі залежить від організації вентиляції, об’єму камери, місця розташування прискорювача в робочій камері, напрямку пучка електронів відносно напрямку руху повітряних потоків. Тому точно концентрацію озону в повітрі робочої камери прискорювача можна розрахувати лише виходячи з конкретних умов, перерахованих вище.

Лінійна швидкість руху повітря в робочій камері (v) буде дорівнювати:

 

v = K_кам∙ l, м/год, (5)

 

де K_кам - кратність повітрообміну в робочій камері, год^-1;

l – довжина робочої камери, м.

 

У випадку, коли пучок електронів спрямований перпендикулярно напрямку руху повітря в робочій камері, час знаходження кожної порції повітря в зоні опромінення (у пучку електронів) складе:

 

, год, (6)

 

де а - середня ширина перетину пучка електронів, м.

 

Тоді кратність повітрообміну в зоні опромінення складе:

 

, год^-1.

 

У такий спосіб визначаються всі параметри (t_зо; К_зо; λ_рад), необхідні для розрахунку концентрації озону в зоні пучка електронів.

Кількість озону, що утвориться за 1 год, буде дорівнювати:

 

, мг/год , (7)

 

де: V_зо – об’єм зони опромінення, м³.

 

За 1 год через робочу камеру проходить L м³ повітря:

 

L = V_кам∙ K_кам, м³/ч, (8)

 

де: V_кам – об’єм робочої камери, м³.

 

Концентрація озону в повітрі камери при сталому режимі буде дорівнює:

 

, мг/м³. (9)

 

Для охолодження фольги вихідного вікна прискорювача її обдувають струменем стисненого повітря з витратою близько 100 м³/год. Практично все це повітря проходить через пучок прискорених електронів. Кожна порція повітря буде перебувати в зоні опромінення близько 1 секунди (t_зо = 0,0003 ч, К_зо = 3600 год^-1). Підставляючи значення t_зо й К_зо в (9), можна розрахувати концентрацію озону.

На прискорювачах електронів високих енергій (більше 10 МеВ) відбувається активація опромінюваних компонентів середовища і матеріалів по реакціях (g,n) , (g,p) та існує небезпека внутрішнього опромінення персоналу за рахунок активації компонентів повітря. Так, енергетичний поріг реакцій ¹⁴N(g,n)¹³N й ¹⁶О(g,n)¹⁵О становить 10,6 МеВ і 15,7 МеВ, відповідно.

Концентрація радіоактивного газу в повітрі зони опромінення під час роботи прискорювача може бути розрахована за формулою:

, ГБк/м³, (10)

де: С₀' - постійна швидкості утворення радіоактивного газу в повітрі, ;

Т_1/2 - період напіврозпаду радіонукліда, що утвориться, год;

Е₀ - енергія електронів, МеВ.

У таблиці 3 приведені значення заборонного періоду входу в робочу камеру прискорювача, розраховані по наведеним у даному додатку формулам для струму пучка електронів J = 1 ма, кратності повітрообміну в робочій камері K_кам ⁼ 25 год^-1, об’єму камери V_кам = 560 м³ , відстані від вихідного вікна прискорювача до мішені d = 5 м. Розрахунок проводився, виходячи з утворення озону, ¹³N й ¹⁵О.

 

Таблиця Б.3. Величини заборонного періоду часу

При енергіях електронів до 30 Мев розрахунок заборонного періоду варто проводити по озону, а при енергіях понад 30 Мев - по накопиченню радіоактивних газів.

Якщо заборонний період, обумовлений необхідністю зниження потужності дози випромінювання від активованих конструкційних матеріалів й об'єктів опромінення до допустимого рівня, перевищує заборонний період, розрахований за формулою (1), то заборонний період визначається необхідністю зниження потужності дози випромінювання від активованих конструкційних матеріалів й об'єктів опромінення до допустимого рівня.