При энергии электронов 30 МэВ преобладающим является образование 150 (по сравнению с образованием 13N — см. рис.1). (Для 15О Т 1/2=2 мин, ДКА=1-10-6 Ки/м3; для 13N Г 1/2=10 мин, ДКА=2 • 10-6 Ки/м3.)
С кам 15 о= ( со Ео Id K з.о.) / ( ( К з.о. + 0,693 / Т 1/2) V кам К кам ) ( 1 - e - (К з.о. + 0,693 / Т 1/2)t з.о.)=
= ( 150* 30 * 10-3 *5*370 ) / (( 370 + 0,693 / 0,033) * *600 * 10 ) ( 1 - e -( 300+0,693 / 0,033)* 0,0027) = = 2,2 * 10 -3 Ки/м3,
Т15озапр = (1n2,2* 10-3 / 1* 10-6) / (10 + 21)==
= (In 2200) / 31 = 0,247ч = 15 мин.
в) Учитывая более длительный по сравнению с 150 период полураспада 13N, снижение концентрации изотопа 13N после отключения ускорителя будет происходить гораздо медленнее, так как основную роль в снижении его концентрации будет играть кратность воздухообмена, а не распад нуклида, как в случае 150.
cкам 13 N ( co Eod К з.о. ) / (( К з.о. + 0,693 / Т 1/2) V кам К кам) ( 1- е -(Кз.о. + 0,693 /Т 1/2) t з.о.)= = (40*30*10-3*5*370) / ((370+ 0,693/0,167)*600*10) ( 1- е -( 370+0,693/0,167)*0,0027)= = 0,47.10-3Ки/м3.
Т 15N запр = (1n *О,47 • 10-з / 2 • 10 -6) / (10 + 4,15) = (In 235) / 14,15 = = 5,45/14,15 = 0,385 ч = 23 мин.
Сравнивая полученные величины T запр, видим, что наибольшее значение его определяется образованием 13N. Поэтому T запр принимаем равным 23 мин.
ПРИЛОЖЕНИЕ 30
ЗАЩИТА ОТ ПЕРВИЧНОГО И ВТОРИЧНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
1. Толщина защитного слоя свинца в миллиметрах и бетона плотностью 2,35 г/см3 в сантиметрах, обеспечивающая ослабление мощности дозы первичного излучения до допустимых величин, может быть определена из табл. 1 в зависимости от отношения
K=It100/36R2D0, (1)
гдеI — сила тока в рентгеновской трубке, мА; R — расстояние до защищаемого обтъекта, м; t — время облучения, ч в неделю; Do — предельно допустимая недельная доза для лиц рассматриваемой категории, мР.
Пример 1. Необходимо определить толщину защитного слоя свинца или бетона от первичного излучения для лиц, работающих в рентгеновских кабинетах В этом случае Z)=100 мР, при 36-часовой рабочей неделе t=36 и формула (1) сводится к простому выражению
K=*I/R2.
Например, пусть ток в рентгеновской трубке 1=8 мА, напряжение UмаКс=250 кВ, расстояние до защищаемого объекта R=4 м. Тогда K=0,5 и из табл. 1 находим, что необходимая толщина защитного слоя свинца составляет 7,5 мм, бетона 37 см.
Пример 2. Необходимо определить толщину защитного слоя свинца или бетона от первичного излучения для лиц, работающих в смежных помещениях. В этом случае D= =10 мР/неделя. Если рабочая неделя составляет 36 ч, то формула (1) примет следующий вид:
K=10 I / R2
Например, если при условиях, изложенных в примере 1, мы будем определять защиту для лиц, работающих в смежном помещении, то в этом случае К = 5 и толщина защитного слоя свинца, согласно табл. 1, составит 10,5 мм, бетона 46 см.
Пример 3. Необходимо определить толщины защитного слоя свинца или бетона от первичного излучения для смежной с защитной зоной территории. В этом случае D 0 = = 1 мР/неделя, t=144 ч и
K=144-100I / 36-1R2=400 I / R2.
В качестве примера рассмотрим условия, при которых I=10 мА, R20 м, напряжение Uмакс=250 кВ. Тогда K=10 и толщина защитного слоя свинца, согласно табл. 1, составит 11,5 мм, бетона 49 см.
Если используются напряжения, не указанные в таблице, то толщина свинцовой защиты находится линейной интерполяцией. Например: требуется найти толщину защитного слоя свинца от первичного излучения для аппарата с напряжением Umакс=220 кВ при остальных условиях, изложенных в примере 1.
Из табл. 1 определяем, что для UМакс=200 кВ толщина защитного слоя свинца составит 4,5 мм, для UМакс=250 кВ — 7,5 мм; линейной интерполяцией находим
h=4,5+ (7,5-4,5) (220-200) / (250-200) =5,7 мм.
Если величина рассчитанного коэффициента К не указана в таблице, то соответствующая ему толщина свинцовой защиты находится путем линейной интерполяции. Например: пусть (в примере 1) ток в трубке I=12 мА, тогда .K=0,75. Из табл. 1 находим, что .К=0,5 соответствует толщина свинцовой защиты 7,5 мм,K=1—8,5 мм, следовательно,
h=7,5+(8,5-7,5) (0,75-0,5) / (1-0,5) =8 мм.
2. Толщина защитного слоя свинца в миллиметрах и бетона плотностью 2,35 г/см3 в сантиметрах, обеспечивающая ослабление мощности дозы вторичного излучения до допустимых величин, может быть определена из табл. 2.
Примечание. Если плотность используемого строительного материала (кирпич, бетон) не равна 2,35 г / см3, то полученное из табл. 2 значение толщины защитного слоя бетона следует умножить на 2,35/р, где р— плотность используемого материала в г/см3.
Таблица 1 Толщина защитного слоя свинца (мм) н бетона (см), обеспечивающая ослабление
мощности дозы первичного излучения до допустимых величин в зависимости
от коэффициента К и максимального напряжения на трубке
|
Толщина защитного слоя при Uмакс кв
|
||||||||||||||
к |
75 |
1 |
00 |
1 |
25 |
1 |
50 |
175 |
|
2 |
00 |
|
!50 |
300 |
|
|
свинец |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
0,001 |
|
|
|
0,5 |
|
0,5 |
|
1 |
|
1 |
|
1,5 |
|
2 |
|
0,002 |
_ |
0,5 |
_ |
0,5 |
_ |
1 |
_ |
1,25 |
_ |
1,25 |
_ |
2 |
_ |
3 |
_ |
0,003 |
0,5 |
0,5 |
|
0,75 |
|
1 |
|
1,5 |
_ |
1,5 |
|
2,5 |
|
4 |
_ |
0,005 |
0,5 |
0,75 |
|
1 |
|
1,25 |
|
1,75 |
_ |
2 |
_ |
3 |
_ |
4,5 |
_ |
0,01 |
0,75 |
1,0 |
7 |
1,25 |
10 |
1,5 |
14 |
2 |
17 |
2,25 |
18 |
3,5 |
20 |
6 |
26 |
0,02 |
1 |
1 |
8,5 |
1,5 |
14 |
1,75 |
15 |
2 |
17 |
2,5 |
20 |
4 |
23 |
7,2 |
29 |
0,03 |
1 |
1,25 |
10 |
1,5 |
14 |
2 |
17 |
2,5 |
21 |
2,75 |
22 |
4,5 |
24 |
8,3 |
31 |
0,05 |
1,25 |
1,5 |
12 |
1,75 |
15 |
2 |
18 |
2,5 |
22 |
3 |
24 |
5 |
27 |
10 |
34 |
0,1 |
1,25 |
1,5 |
13 |
1,75 |
16 |
2,25 |
20 |
2,75 |
23 |
3,5 |
27 |
5,75 |
30 |
11,5 |
37 |
0,2 |
1,5 |
1,75 |
14 |
2 |
16 |
2,5 |
22 |
3 |
25 |
3,75 |
30 |
6,5 |
34 |
13 |
40 |
0,3 |
1,5 |
2 |
16 |
2,25 |
18 |
2,75 |
23 |
3,25 |
27 |
4 |
31 |
7 |
35 |
13,5 |
41 |
0,5 |
1,75 |
2,25 |
17 |
2,5 |
20 |
3 |
25 |
3,5 |
28 |
4,5 |
32 |
7,5 |
37 |
14,5 |
43 |
1 |
2 |
2,5 |
18 |
2,75 |
22 |
3,25 |
27 |
3,75 |
30 |
5 |
35 |
8,5 |
40 |
16,5 |
46 |
2 |
2,25 |
2,75 |
21 |
3 |
24 |
3,5 |
29 |
4,25 |
33 |
5,5 |
38 |
9,5 |
43 |
18 |
49 |
3 |
2,5 |
2,75 |
|
3,25 |
|
4 |
|
4,5 |
|
5,75 |
|
10 |
|
19 |
|
5 |
2,75 |
3 |
22 |
3,5 |
30 |
4,25 |
34 |
5 |
36 |
6 |
40 |
10,5 |
46 |
20 |
52 |
10 |
2,75 |
3,25 |
24 |
3,75 |
32 |
4,5 |
36 |
5,25 |
38 |
6,5 |
43 |
11,5 |
49 |
21,5 |
56 |
20 |
3 |
3,5 |
25 |
4 |
34 |
4,75 |
40 |
5,75 |
43 |
7 |
46 |
12 |
52 |
23,5 |
60 |
30 |
3 |
3,5 |
|
4,25 |
|
5 |
|
6 |
|
7,5 |
|
13 |
|
24,5 |
|
50 |
3,25 |
3,75 |
27 |
4,5 |
36 |
5,25 |
42 |
6,5 |
45 |
7,75 |
48 |
13,5 |
57 |
25,5 |
62 |
100 |
3,5 |
4 |
30 |
4,75 |
38 |
5,5 |
43 |
6,75 |
47 |
8,25 |
50 |
14 |
58 |
27 |
65 |
Таблица 2
Толщина защитного слоя свинца (мм) и бетона (см), обеспечивающая ослабление мощности дозы вторичного
излучения до допустимых величин в зависимости от коэффициента К и максимального напряжения на трубке
к |
Толщина защитного слоя при Uмакс кв
|
|||||||||
|
1 |
100 |
150 |
|
2 |
00 |
25 |
0 |
3 |
00 |
|
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
свинец |
бетон |
0,01 |
0,1 |
2 |
0,1 |
3 |
0,2 |
4 |
0,3 |
5 |
0,6 |
7 |
0,02 |
0,2 |
3,5 |
0,3 |
4,5 |
0,5 |
6,5 |
0,8 |
7,5 |
1,2 |
9,5 |
0,03 |
0,4 |
4,5 |
0,5 |
5,5 |
0,8 |
9 |
1 2 |
10 |
2,3 |
12 |
0,05 |
0,5 |
5,5 |
0,8 |
8 |
1 |
12 |
1,5 |
12,5 |
3 |
14,5 |
0,1 |
0,7 |
6,5 |
1 |
10 |
1,4 |
14 |
2 |
15 |
4 |
17 |
0,2 |
0,9 |
8 |
1,2 |
12 |
1,8 |
17 |
2,7 |
18 |
5 |
20 |
0,3 |
1 |
8,5 |
1,3 |
13 |
2 |
18 |
3 |
19 |
5,5 |
21 |
0,5 |
1,2 |
10 |
1,5 |
14 |
2,2 |
19 |
3,5 |
21 |
6,3 |
22 |
1 |
1, 4 |
12 |
1,8 |
16 |
2,6 |
22 |
4,2 |
23 |
7,5 |
25 |
2 |
1,6 |
13 |
2 |
18,5 |
3 |
25 |
5 |
26 |
9 |
28 |
5 |
1,8 |
15 |
2,3 |
21 |
3,6 |
28 |
5,8 |
29 |
10,5 |
31 |
10 |
2,1 |
17 |
2,6 |
23 |
4,1 |
30 |
6,5 |
32 |
12 |
34 |
20 |
2,3 |
18 |
2,9 |
26 |
4,6 |
34 |
7,3 |
36 |
13,5 |
38 |
50 |
2,5 |
20 |
3,2 |
28 |
5,1 |
37 |
8 |
39 |
15 |
41 |
100 |
2,8 |
22 |
3,5 |
31 |
5,6 |
39 |
8,8 |
42 |
17 |
44 |