Madhësia e tensionit të prekjes për një person që qëndron në tokë dhe prek një trup të tokëzuar që është i aktivizuar mund të përcaktohet si diferenca e mundshme midis krahut (trupit) dhe këmbës (tokës) duke marrë parasysh koeficientët:

 1 - duke marrë parasysh formën e elektrodës së tokës dhe distancën prej saj deri në pikën në të cilën qëndron personi  2 - duke marrë parasysh rezistencën shtesë në qarkun e njeriut (veshje, këpucë) Upr = U3 1;  2, dhe rryma që kalon nëpër personin Ih = (I3*R3* 1 2)/Rh Gjëja më e rrezikshme për një person është të prekë një trup që është nën tension dhe ndodhet jashtë fushës së përhapjes (Fig. 3).

Oriz. 3. Prekni tensionin në pjesët e tokëzuara që nuk mbartin rrymë që janë të ndezura::

I – kurba e shpërndarjes së potencialit; II - kurba e shpërndarjes së tensionit të prekjes

Tensioni i hapit (tensioni i hapit) është tensioni midis dy pikave të qarkut aktual, të vendosura një hap larg njëra-tjetrës, në të cilën një person qëndron njëkohësisht (GOST 12.1.009).

Ush = U3  1 2, Ih = I3*(R3/Rr1 2,

 1 - koeficienti duke marrë parasysh formën e elektrodës së tokës;

 2-koeficient që merr parasysh rezistencën shtesë në qarkun e njeriut (këpucët, veshjet). Kështu, nëse një person është në tokë pranë një elektrode toke nga e cila rrjedh rryma, atëherë një pjesë e rrymës mund të degëzohet dhe të kalojë nëpër këmbët e personit përgjatë lakut të poshtëm (Fig. 4).

Oriz. 4. Ndizni tensionin e hapit

Tensioni më i madh i hapit do të jetë afër elektrodës së tokës dhe veçanërisht kur një person qëndron me një këmbë mbi elektrodën e tokës dhe tjetrën në një distancë prej një hapi nga ajo. Nëse një person është jashtë fushës së përhapjes ose në të njëjtën linjë ekuipotenciale, atëherë voltazhi i hapit është zero (Fig. 5).

Duhet të kihet parasysh se vlerat maksimale të  1 dhe  2 janë më të mëdha se ato të  1 dhe  2, përkatësisht, prandaj tensioni i hapit është dukshëm më i vogël se tensioni i prekjes.

a - diagrami i përgjithshëm; b – përhapja e rrymës nga sipërfaqja mbështetëse e këmbëve të një personi

Për më tepër, shtegu i rrymës nga këmbët në këmbë është më pak i rrezikshëm sesa rruga dorë më dorë. Megjithatë, janë të shumta rastet që personat preken nga tensioni i shkallës, gjë që shpjegohet me faktin se kur ekspozohen ndaj tensionit në këmbë, shfaqen ngërçe në këmbë dhe personi bie. Pasi një person bie, qarku aktual mbyllet përmes pjesëve të tjera të trupit, përveç kësaj, një person mund të mbyllë pika me potenciale të larta.

Përcaktoni trashësinë e kërkuar të mureve të betonit midis laboratorit, i cili ka një instalim me tub me rreze X, dhe ambienteve ngjitur të prodhimit. Të dhënat hyrëse: Më e afërta vendin e punës në dhomën ngjitur me laboratorin, e vendosur në një distancë prej 3 m nga tubi i rrezeve X. Koha e funksionimit të tubit me rreze X gjatë ditës është 6 orë. Rryma e tubit është 0.8 mA. Tensioni në anodën e tubit është 150 kV.

1. Llogaritja e trashësisë së ekraneve mbrojtëse nga rrezatimi direkt me rreze X.

Rrezatimi me rreze X ka një spektër të vazhdueshëm energjie, energjia maksimale e të cilit korrespondon me tensionin nominal në tubin me rreze X U0. Gjatë llogaritjes së ekraneve mbrojtëse nga rrezatimi me rreze X, duhet të merret parasysh ndryshimi në përbërjen e tij spektrale, i cili lind si rezultat i thithjes më të fortë të përbërësve me energji të ulët të spektrit me trashësinë në rritje të shtresës mbrojtëse. Për të përcaktuar trashësinë e një ekrani mbrojtës betoni në një tension anodë prej 150 kV, duhet të përdorni tabelën. 1 (aplikacion). Trashësia e ekranit mbrojtës në këtë rast përcaktohet në varësi të koeficientit K2

, ku t është koha e funksionimit të tubit me rreze X në javë (t = 36 orë), I është forca aktuale e tubit, mA; R-distanca midis tubit dhe vendit të punës, m; D0 është doza maksimale e lejueshme javore e rrezatimit e barabartë me 1 mSv.

Pastaj , pastaj sipas tabelës 1 të shtojcës gjejmë trashësinë e ekranit mbrojtës të betonit d0=200mm.

Gjatë përcaktimit të trashësisë së ekranit mbrojtës, rekomandohet gjithashtu të rritet trashësia e llogaritur e saj me një shtresë gjysmë zbutjeje, duke përdorur Tabelën 2 (Shtojca), përcaktojmë vlerën e trashësisë së shtresës gjysmë zbutëse d1/2 = 23. mm. Si rezultat, kemi gjetur se trashësia e ekraneve mbrojtëse nga rrezatimi direkt me rreze X është e barabartë me: d=d0+d1/2=200+23=223mm.

Llogaritja e trashësisë së ekraneve mbrojtëse nga rrezatimi i shpërndarë me rreze X.

Për të përcaktuar trashësinë e ekranit mbrojtës të betonit, ne përdorim të dhënat në tabelën 3 (Shtojca), ku koeficienti K2 është i njëjtë me atë të drejtpërdrejtë. rrezatimi me rreze x. Në këtë rast, R është distanca nga vendi i shpërndarjes së rrezatimit në vendin më të afërt të punës në dhomën ngjitur, m Duke përdorur tabelën 3, marrim d = 100 mm.

Llogaritni trashësinë e mbështjelljes dytësore të plagës së transformatorit të rrymës me sekuencë zero me një përcjellës PETV dhe nxirrni një përfundim në lidhje me mundësinë e vendosjes së mbështjelljeve parësore nëse Dн=0.5D2, madhësia e bërthamës K20x10x5, diametri i telit të bakrit 0.27mm, n2=1500, .

Bazuar në madhësinë standarde të bërthamës (КD1xD2xh, ku D1 dhe D2 janë diametrat e jashtëm dhe të brendshëm të bërthamës, cm; h është lartësia e bërthamës), përcaktojmë D2 = 10 cm.

Le të gjejmë gjatësinë mesatare të shtresës së plagës:

Le të gjejmë numrin mesatar të kthesave në shtresën e mbështjelljes dytësore

Ku Ku është koeficienti i shtrimit të telit, i cili është i barabartë me Ku = 0,8; diz është diametri i telit të mbështjelljes me izolim, i cili përcaktohet sipas Shtojcës 2 diz = 0,31 mm

Pastaj

Përcaktoni numrin e shtresave të mbështjelljes dytësore

, ne pranojmë nsl=3

Vlera e specifikuar e trashësisë së mbështjelljes dytësore, duke marrë parasysh koeficientin e izolimit dhe bymimit Kp = 1.25, përcaktohet nga formula:

Le të kontrollojmë: , gjendja eshte e kenaqur.

Dizajni dhe rregullimi i përcjellësve të mbështjelljes primare duhet të sigurojë një amplitudë të ulët të sinjalit të çekuilibrit në daljen e transformatorit. Një mënyrë mjaft efektive për të reduktuar çekuilibrin është orientimi dhe ndarja e përçuesve kryesorë në dritaren toroid. Metoda e parë (orientimi) është që sistemi i përçuesve parësorë të ngjitur në mënyrë të ngurtë me njëri-tjetrin rrotullohet rreth boshtit toroid derisa të arrihet një çekuilibër minimal. Është vërtetuar eksperimentalisht se me dy mbështjellje primare, vlerat e çekuilibrit, në varësi të këndit të rrotullimit të sistemit, mund të ndryshojnë me një faktor prej 4. Disavantazhi kryesor i kësaj metode është kompleksiteti i vendosjes së transformatorit.

Llogaritja e mbrojtjes nga rrezatimi alfa dhe beta

Metoda e mbrojtjes në kohë.

Metoda e mbrojtjes në distancë;

Metoda e mbrojtjes penguese (materiale);

Doza e rrezatimit të jashtëm nga burimet e rrezatimit gama është proporcionale me kohën e ekspozimit. Në të njëjtën kohë, për ato burime që mund të konsiderohen si pika në madhësi, doza është në përpjesëtim të kundërt me katrorin e distancës prej saj. Rrjedhimisht, ulja e dozës së rrezatimit për personelin nga këto burime mund të arrihet jo vetëm duke përdorur metodën e mbrojtjes së barrierës (materiale), por edhe duke kufizuar kohën e funksionimit (mbrojtja në kohë) ose duke rritur distancën nga burimi i rrezatimit tek punonjësi (distanca mbrojtje). Këto tre metoda përdoren në organizimin e mbrojtjes nga rrezatimi në termocentralet bërthamore.

Për të llogaritur mbrojtjen kundër rrezatimit alfa dhe beta, zakonisht mjafton të përcaktohet gjatësia maksimale e rrugës, e cila varet nga energjia e tyre fillestare, si dhe nga numri atomik, masa atomike dhe dendësia e substancës thithëse.

Mbrojtja nga rrezatimi alfa në termocentralet bërthamore (për shembull, kur merrni karburant "të freskët") për shkak të gjatësisë së shkurtër të rrugës në substancë nuk është e vështirë. Nuklidet alfa-aktive përbëjnë rrezikun kryesor vetëm gjatë rrezatimit të brendshëm të trupit.

Gjatësia maksimale e rrugës së grimcave beta mund të përcaktohet duke përdorur formulat e përafërta të mëposhtme, shih:

për ajrin - R β =450 E β, ku E β është energjia kufitare e grimcave beta, MeV;

për materiale të lehta (alumin) - R β = 0,1E β (në E β< 0,5 МэВ)

R β =0,2E β (në Eβ > 0,5 MeV)

Në praktikë në termocentralet bërthamore, ekzistojnë burime të rrezatimit gama të konfigurimeve dhe madhësive të ndryshme. Shkalla e dozës prej tyre mund të matet me instrumente të përshtatshme ose të llogaritet matematikisht. Në përgjithësi, shkalla e dozës nga një burim përcaktohet nga aktiviteti total ose specifik, spektri i emetuar dhe kushtet gjeometrike - madhësia e burimit dhe distanca me të.

Lloji më i thjeshtë i emetuesit gama është një burim pikë . Ai përfaqëson një emetues gama për të cilin, pa një humbje të konsiderueshme të saktësisë së llogaritjes, dimensionet e tij dhe vetë-thithja e rrezatimit në të mund të neglizhohen. Në praktikë, çdo pajisje që është një emetues gama në distanca më shumë se 10 herë më shumë se madhësia e saj mund të konsiderohet si një burim pikë.

Për të llogaritur mbrojtjen nga rrezatimi i fotonit, është e përshtatshme të përdoren tabela universale për llogaritjen e trashësisë së mbrojtjes në varësi të faktorit të dobësimit të rrezatimit K dhe energjisë së rrezeve gama. Tabela të tilla janë dhënë në librat e referencës për sigurinë nga rrezatimi dhe llogariten në bazë të formulës për zbutjen në materie të një rreze të gjerë fotonesh nga një burim pikësor, duke marrë parasysh faktorin e akumulimit.

Metoda e mbrojtjes së pengesave (gjeometria me rreze të ngushtë dhe të gjerë). Në dozimetri, ekzistojnë koncepte të rrezeve "të gjera" dhe "të ngushta" (të përafërta) të rrezatimit të fotonit. Një kolimator, si një diafragmë, kufizon hyrjen e rrezatimit të shpërndarë në detektor (Fig. 6.1). Një rreze e ngushtë përdoret, për shembull, në disa instalime për kalibrimin e instrumenteve dozimetrike.

Oriz. 6.1. Diagrami i një rrezeje të ngushtë fotoni

1 - enë; 2 - burim rrezatimi; 3 - diafragma; 4 - rreze e ngushtë fotonesh

Oriz. 6.2. Dobësimi i një rrezeje të ngushtë fotonesh

Dobësimi i një rrezeje të ngushtë të rrezatimit të fotonit në mburojë si rezultat i ndërveprimit të tij me materien ndodh sipas një ligji eksponencial:

I = I 0 e - m x (6.1)

ku Iо është një karakteristikë arbitrare (densiteti i fluksit, doza, shpejtësia e dozës, etj.) e rrezes së ngushtë fillestare të fotoneve; I - karakteristikë arbitrare e një trau të ngushtë pas kalimit përmes mbrojtjes së trashësisë x , cm;

m - koeficienti linear i dobësimit, i cili përcakton fraksionin e fotoneve monoenergjetike (që kanë të njëjtën energji) që kanë përjetuar ndërveprim në substancën mbrojtëse për njësi shteg, cm -1.

Shprehja (7.1) është gjithashtu e vlefshme kur përdoret koeficienti i dobësimit të masës m m në vend të atij linear. Në këtë rast, trashësia e mbrojtjes duhet të shprehet në gram për centimetër katror (g/cm 2), atëherë produkti m m x do të mbetet pa dimension.

Në shumicën e rasteve, kur llogaritet zbutja e rrezatimit të fotonit, përdoret një rreze e gjerë, d.m.th., një rreze fotonesh ku është i pranishëm rrezatimi i shpërndarë, i cili nuk mund të neglizhohet.

Dallimi midis rezultateve të matjes së trarëve të ngushtë dhe të gjerë karakterizohet nga faktori i akumulimit B:

B = Iwide/Inarrow, (6.2)

e cila varet nga gjeometria e burimit, energjia e rrezatimit primar të fotonit, materiali me të cilin ndërvepron rrezatimi i fotonit dhe trashësia e tij, e shprehur në njësi pa dimension mx .

Ligji i dobësimit për një rreze të gjerë rrezatimi fotonish shprehet me formulën:

I gjerësi = I 0 B e - m x = I 0 e - m gjerësi x; (6.3),

ku m, m shir është koeficienti linear i dobësimit për rrezet e fotoneve të ngushta dhe të gjera, përkatësisht. Vlerat e m dhe NË për energji dhe materiale të ndryshme jepen në librat e referencës për sigurinë nga rrezatimi. Nëse librat e referencës tregojnë m për një rreze të gjerë fotonesh, atëherë faktori i akumulimit nuk duhet të merret parasysh.

Për mbrojtje nga rrezatimi i fotonit më së shpeshti përdoren materialet e mëposhtme: plumbi, çeliku, betoni, qelqi prej plumbi, uji etj.

Metoda e mbrojtjes së pengesave (llogaritja e mbrojtjes nga shtresat gjysmë zbutjeje). Faktori i dobësimit të rrezatimit K është raporti i shkallës së dozës efektive (ekuivalente) të matur ose të llogaritur P pa mbrojtje me nivelin e lejuar të shkallës mesatare vjetore të dozës efektive (ekuivalente) P avg në të njëjtën pikë prapa një ekrani mbrojtës me trashësi x :

P av = PD A /1700 orë = 20 mSv / 1700 orë = 12 μSv/orë;

ku P av – niveli i lejuar i dozës mesatare vjetore efektive (ekuivalente);

PD A - kufiri efektiv (ekuivalent) i dozës për personelin e grupit A.

1700 orë – fondi i kohës së punës për personelin e grupit A për vitin.

K = P meas / P mesatare;

ku Rmeas është shkalla e matur e dozës efektive (ekuivalente) pa mbrojtje.

Kur përcaktohet trashësia jashtëzakonisht e rëndësishme e shtresës mbrojtëse të një materiali të caktuar x (cm) duke përdorur tabela universale, duhet të dihet energjia e fotonit e (MeV) dhe faktori i dobësimit të rrezatimit K. .

Në mungesë të tabelave universale, një përcaktim i shpejtë i trashësisë së përafërt të mbrojtjes mund të kryhet duke përdorur vlerat e përafërta të gjysmë-zbutjes së fotoneve në një gjeometri me rreze të gjerë. Shtresa gjysmë zbutëse Δ 1/2 është një trashësi mbrojtëse që zbut dozën e rrezatimit me 2 herë. Me një faktor të njohur dobësimi K, është e mundur të përcaktohet numri i kërkuar i shtresave gjysmë-zbutjeje n dhe, rrjedhimisht, trashësia e mbrojtjes. Sipas përkufizimit K = 2 n Përveç formulës, ne paraqesim një marrëdhënie të përafërt tabelare midis faktorit të dobësimit dhe numrit të shtresave gjysmë-zbutjeje:

Me një numër të njohur shtresash gjysmë-zbutjeje n, trashësia e mbrojtjes është x = Δ 1/2 n.

Për shembull, shtresa e gjysmë-zbutjes Δ 1/2 për plumbin është 1.3 cm, për xhamin e plumbit - 2.1 cm.

Mënyra e mbrojtjes nga distanca. Shkalla e dozës së rrezatimit të fotonit nga një burim pika në një zbrazëti ndryshon në mënyrë të kundërt me katrorin e distancës. Për këtë arsye, nëse shkalla e dozës Pi përcaktohet në një distancë të njohur Ri , atëherë shkalla e dozës Px në çdo distancë tjetër Rx llogaritet me formulën:

P x = P 1 R 1 2 / R 2 x (6.4)

Metoda e mbrojtjes në kohë. Metoda e mbrojtjes së kohës (kufizimi i kohës që kalon një punëtor nën ndikimin e rrezatimit jonizues) përdoret më gjerësisht kur kryen punë të rrezikshme nga rrezatimi në një zonë aksesi të kontrolluar (CAZ). Këto punime janë të dokumentuara në një urdhër pune dozimetrike, e cila tregon kohën e lejuar të punës.

Kapitulli 7 METODAT E REGJISTRIMIT TË RREZATIMIT JONIZUES

Në hapësirën ndëryjore, rrezatimi gama mund të lindë si rezultat i përplasjeve të kuanteve të rrezatimit elektromagnetik më të butë me valë të gjatë, si drita, me elektrone të përshpejtuara nga fushat magnetike të objekteve hapësinore. Në këtë rast, elektroni i shpejtë e transferon energjinë e tij në rrezatim elektromagnetik dhe drita e dukshme shndërrohet në rrezatim gama më të fortë.

Një fenomen i ngjashëm mund të ndodhë në kushtet tokësore kur elektronet me energji të lartë të prodhuara në përshpejtuesit përplasen me fotonet e dritës së dukshme në rrezet intensive të dritës të krijuara nga lazerët. Elektroni transferon energji në një foton të lehtë, i cili kthehet në një γ-kuant. Kështu, në praktikë është e mundur që të shndërrohen fotonet individuale të dritës në kuanta të rrezeve gama me energji të lartë.

Rrezatimi gama ka fuqi të madhe depërtuese, d.m.th. mund të depërtojë në trashësi të mëdha të lëndës pa dobësim të dukshëm. Proceset kryesore që ndodhin gjatë bashkëveprimit të rrezatimit gama me lëndën janë thithja fotoelektrike (efekti fotoelektrik), shpërhapja e Compton (efekti Compton) dhe formimi i çifteve elektron-pozitron. Gjatë efektit fotoelektrik, një γ-kuant absorbohet nga një nga elektronet e atomit dhe energjia e γ-kuantike konvertohet (minus energjinë e lidhjes së elektronit në atom) në energjinë kinetike të elektronit që fluturon. jashtë atomit. Probabiliteti i një efekti fotoelektrik është drejtpërdrejt proporcional me fuqinë e pestë të numrit atomik të një elementi dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me fuqinë e tretë të energjisë së rrezatimit gama. Kështu, efekti fotoelektrik mbizotëron në rajonin e energjive të ulëta të kuanteve γ (£ 100 keV) në elementë të rëndë (Pb, U).

Me efektin Compton, një γ-kuant shpërndahet nga një prej elektroneve të lidhur dobët në atom. Ndryshe nga efekti fotoelektrik, me efektin Compton kuanti γ nuk zhduket, por ndryshon vetëm energjinë (gjatësinë valore) dhe drejtimin e përhapjes. Si rezultat i efektit Compton, një rreze e ngushtë rrezesh gama bëhet më e gjerë, dhe vetë rrezatimi bëhet më i butë (gjatësi vale të gjatë). Intensiteti i shpërndarjes së Compton është në përpjesëtim me numrin e elektroneve në 1 cm 3 të një substance, dhe për këtë arsye probabiliteti i këtij procesi është në përpjesëtim me numrin atomik të substancës. Efekti Compton bëhet i dukshëm në substancat me numër të ulët atomik dhe në energjitë e rrezatimit gama që tejkalojnë energjinë e lidhjes së elektroneve në atome. Kështu, në rastin e Pb, probabiliteti i shpërndarjes së Compton është i krahasueshëm me probabilitetin e përthithjes fotoelektrike me një energji prej ~ 0,5 MeV. Në rastin e Al, efekti Compton mbizotëron në energji shumë më të ulëta.

Nëse energjia γ-kuantike tejkalon 1.02 MeV, formimi i çifteve elektron-pozitron në fushën elektrike të bërthamave bëhet i mundur. Probabiliteti i formimit të çiftit është proporcional me katrorin e numrit atomik dhe rritet me hν. Prandaj, në hν ~ 10 MeV, procesi kryesor në çdo substancë është formimi i çifteve.

Procesi i kundërt, asgjësimi i një çifti elektron-pozitron, është një burim i rrezatimit gama.

Për të karakterizuar zbutjen e rrezatimit gama në një substancë, zakonisht përdoret koeficienti i përthithjes, i cili tregon se në çfarë trashësie X të absorbuesit është dobësuar intensiteti I 0 i rrezes rënëse të rrezatimit gama. e një herë:

I=I 0 e -μ0x

Këtu μ 0 është koeficienti linear i absorbimit të rrezatimit gama. Ndonjëherë futet një koeficient përthithjeje në masë, i barabartë me raportin μ 0 me densitetin e absorbuesit.

Ligji eksponencial i zbutjes së rrezatimit gama është i vlefshëm për një drejtim të ngushtë të rrezes së rrezeve gama, kur çdo proces, si thithja ashtu edhe shpërndarja, largon rrezatimin gama nga përbërja e rrezes parësore. Megjithatë, në energji të larta, procesi i rrezatimit gama që kalon nëpër materie bëhet shumë më i ndërlikuar. Elektronet sekondare dhe pozitronet kanë energji të lartë dhe për këtë arsye mund të krijojnë rrezatim gama përmes proceseve të frenimit dhe asgjësimit. Kështu, një numër i gjeneratave të alternuara të rrezatimit gama sekondar, elektroneve dhe pozitroneve lindin në substancë, domethënë zhvillohet një dush kaskadë. Numri i grimcave dytësore në një dush të tillë fillimisht rritet me trashësinë, duke arritur një maksimum. Sidoqoftë, atëherë proceset e përthithjes fillojnë të mbizotërojnë mbi proceset e riprodhimit të grimcave, dhe dushi zbehet. Aftësia e rrezatimit gama për të zhvilluar dushe varet nga marrëdhënia midis energjisë së tij dhe të ashtuquajturës energji kritike, pas së cilës një dush në një substancë të caktuar praktikisht humbet aftësinë për t'u zhvilluar.

Për të ndryshuar energjinë e rrezatimit gama në fizikën eksperimentale, përdoren spektrometra gama të llojeve të ndryshme, kryesisht të bazuara në matjen e energjisë së elektroneve dytësore. Llojet kryesore të spektrometrit të rrezatimit gama: magnetike, scintilacion, gjysmëpërçues, difraksion kristal.

Studimi i spektrave të rrezatimit gama bërthamore jep informacion të rëndësishëm për strukturën e bërthamave. Vëzhgimi i efekteve që lidhen me ndikimin e mjedisit të jashtëm në vetitë e rrezatimit gama bërthamore përdoret për të studiuar vetitë e trupave të ngurtë.

Rrezatimi gama përdoret në teknologji, për shembull, për të zbuluar defektet në pjesët metalike - zbulimi i defekteve gama. Në kiminë e rrezatimit, rrezatimi gama përdoret për të filluar transformimet kimike, siç janë proceset e polimerizimit. Rrezatimi gama përdoret në industrinë ushqimore për të sterilizuar ushqimin. Burimet kryesore të rrezatimit gama janë izotopet radioaktive natyrore dhe artificiale, si dhe përshpejtuesit e elektroneve.

Efekti i rrezatimit gama në trup është i ngjashëm me efektin e llojeve të tjera të rrezatimit jonizues. Rrezatimi gama mund të shkaktojë dëme nga rrezatimi në trup, duke përfshirë vdekjen e tij. Natyra e ndikimit të rrezatimit gama varet nga energjia e γ-kuanteve dhe karakteristikat hapësinore të rrezatimit, për shembull, të jashtëm ose të brendshëm. Efektiviteti relativ biologjik i rrezatimit gama është 0,7-0,9. Në kushte industriale (ekspozimi kronik në doza të vogla), efektiviteti relativ biologjik i rrezatimit gama supozohet të jetë i barabartë me 1. Rrezatimi gama përdoret në mjekësi për trajtimin e tumoreve, për sterilizimin e ambienteve, pajisjeve dhe medikamenteve. Rrezatimi gama përdoret gjithashtu për të marrë mutacione me zgjedhje të mëvonshme të formave të dobishme ekonomikisht. Kështu edukohen varietetet shumë produktive të mikroorganizmave (për shembull, për të marrë antibiotikë) dhe bimë.

Mundësitë moderne të terapisë me rrezatim janë zgjeruar kryesisht për shkak të mjeteve dhe metodave të terapisë gama në distancë. Sukseset e terapisë gama në distancë janë arritur si rezultat i punës së gjerë në përdorimin e burimeve të fuqishme artificiale radioaktive të rrezatimit gama (kobalt-60, cezium-137), si dhe ilaçe të reja gama.

Rëndësia e madhe e terapisë gama në distancë shpjegohet edhe me aksesueshmërinë krahasuese dhe lehtësinë e përdorimit të pajisjeve gama. Këto të fundit, si rrezet X, janë të dizajnuara për rrezatim statik dhe lëvizës. Me ndihmën e rrezatimit të lëvizshëm, ata përpiqen të krijojnë një dozë të madhe në tumor ndërsa shpërndajnë rrezatimin e indeve të shëndetshme. Përmirësime të dizajnit janë bërë në pajisjet gama që synojnë reduktimin e penumbrës, përmirësimin e homogjenizimit të fushës, përdorimin e filtrave të verbër dhe kërkimin e opsioneve shtesë të mbrojtjes.

Përdorimi i rrezatimit bërthamor në prodhimin e bimëve ka hapur mundësi të reja, të gjera për ndryshimin e metabolizmit të bimëve bujqësore, rritjen e produktivitetit të tyre, përshpejtimin e zhvillimit dhe përmirësimin e cilësisë.

Si rezultat i studimeve të para të radiobiologëve, u konstatua se rrezatimi jonizues është një faktor i fuqishëm që ndikon në rritjen, zhvillimin dhe metabolizmin e organizmave të gjallë. Nën ndikimin e rrezatimit gama, metabolizmi i qetë i bimëve, kafshëve ose mikroorganizmave ndryshon, rrjedha e proceseve fiziologjike përshpejtohet ose ngadalësohet (në varësi të dozës) dhe vërehen ndryshime në rritjen, zhvillimin dhe formimin e të korrave.

Duhet të theksohet veçanërisht se gjatë rrezatimit gama, substancat radioaktive nuk hyjnë në fara. Farat e rrezatuara, si kultura e rritur prej tyre, janë jo radioaktive. Dozat optimale të rrezatimit vetëm sa përshpejtojnë proceset normale që ndodhin në bimë, dhe për këtë arsye çdo frikë ose paralajmërim kundër përdorimit të të korrave të marra nga farat që i janë nënshtruar rrezatimit para mbjelljes janë plotësisht të pabaza. Rrezatimi jonizues filloi të përdoret për të rritur jetëgjatësinë e produkteve bujqësore dhe për të shkatërruar insektet e ndryshme të dëmtuesve. Për shembull, nëse drithi kalohet përmes një bunkeri me një burim të fuqishëm rrezatimi përpara se të ngarkohet në një ashensor, atëherë mundësia e shumimit të dëmtuesve do të eliminohet dhe gruri mund të ruhet për një kohë të gjatë pa asnjë humbje. Vetë drithi si produkt ushqyes nuk ndryshon në doza të tilla rrezatimi. Përdorimi i tij si ushqim për katër breza të kafshëve eksperimentale nuk shkaktoi asnjë devijim në rritje, aftësinë për t'u riprodhuar ose devijime të tjera patologjike nga norma. Është më e vështirë të mbroheni nga ekspozimi ndaj rrezatimit gama sesa nga ekspozimi ndaj grimcave alfa dhe beta. Aftësia e tij depërtuese është shumë e lartë dhe rrezatimi gama është i aftë të depërtojë nëpër indet e gjalla të njeriut. Nuk mund të thuhet pa mëdyshje se një substancë me një trashësi të caktuar do të ndalojë plotësisht rrezatimin gama. Një pjesë e rrezatimit do të ndalet, por disa jo. Megjithatë, sa më e trashë të jetë shtresa e mbrojtjes dhe sa më i madh të jetë graviteti specifik dhe numri atomik i substancës që përdoret si mbrojtje, aq më efektive është. Trashësia e materialit që kërkohet për të reduktuar rrezatimin përgjysmë quhet shtresa e gjysmë-zbutjes. Trashësia e shtresës gjysmë-zbutëse ndryshon natyrshëm në varësi të materialit mbrojtës të përdorur dhe energjisë së rrezatimit. Për shembull, 1 cm plumb, 5 cm beton ose 10 cm ujë mund të zvogëlojnë fuqinë e rrezatimit gama me 50%.

3. Llogaritja e mbrojtjes nga një burim rrezatimi gama (kobalt-60).

Gjatë llogaritjes së mbrojtjes kundër rrezeve x dhe rrezatimit gama, merren parasysh të dhënat e mëposhtme.

1. Aktiviteti dhe lloji i burimit, Q, mCi.
2. Energjia e rrezatimit, E, MeV.
3. Largësia nga burimi deri në pikën në të cilën llogaritet mbrojtja, R, shih
4. Koha e punës me burimin, t, orë.
5. Shkalla e dozës së ekspozimit në distancë, R, mR/h.
6. Norma e lejuar e dozës në vendin e punës merret parasysh (për kategorinë A është 20 mSv).
7. Materiali mbrojtës.
8. Trashësia e mbrojtjes, d, cm.

Gjatë përcaktimit të trashësisë së materialit, faktori i dobësimit K merret parasysh.

E dhënë:

Lloji i burimit – Kobalt-60.

Aktiviteti, mCi, Q	Distanca, m, R	Koha e funksionimit, ora, t	Energjia, MeV
150	1	2	1,27

Le të llogarisim shkallën e dozës së ekspozimit:

20 (R/cm²)/(h mCi)

R=1 m=100 cm

Le të llogarisim dozën e akumuluar të ekspozimit:

Le të përcaktojmë trashësinë e mbrojtjes së plumbit d (cm):

Dn=1,2 mR

Faktori i zbutjes së rrezatimit do të jetë:

Me një energji rrezatimi prej 1,27 MeV dhe një faktor zbutjeje K=500, vlera e trashësisë së tabelës (Tabela 1) është d=113 mm=11,3 cm.

Përgjigje: për një burim rrezatimi jonizues (Cobalt-60) me një energji prej 1,27 MeV kur operatori punon për 120 minuta (2 orë), kërkohet trashësia e mbrojtjes së plumbit d = 11,3 cm (densiteti i plumbit ρ = 11,34 g/cm³). në mënyrë që gjatë punës së tij, ai ka marrë një dozë ekspozimi të rrezatimit jo më shumë se Dн=1.2 mR.

Tabela 1

Përshkrimi i shkurtër

Njerëzimi u njoh me rrezatimin jonizues dhe tiparet e tij mjaft kohët e fundit: në 1895, fizikani gjerman V.K. Rrezet X kanë zbuluar rreze me fuqi të lartë depërtuese që lindin nga bombardimi i metaleve elektronet energjetike (Çmimin Nobel, 1901), dhe në 1896 A.A. Bekereli zbuloi radioaktivitetin natyror të kripërave të uraniumit. Nuk ka nevojë të flasim për gjërat pozitive që solli në jetën tonë depërtimi në strukturën e bërthamës, çlirimi i forcave të fshehura atje. Por si çdo agjent i fuqishëm, veçanërisht i një shkalle të tillë, radioaktiviteti ka dhënë një kontribut në mjedisin njerëzor që nuk mund të konsiderohet i dobishëm.

Zgjidhni prerjen tërthore të traversit dhe litarit për ngritjen e boshtit të mullirit të rrotullimit.

Të dhënat fillestare:

Pesha e boshtit Q=160 kN;

gjatësia e traversës l=6m;

përkulet traversa.

Hartoni një diagram hobe.

Zgjidhni seksionin e traut kryq, llojin dhe seksionin e litarit.

Zgjidhja:

Skema e hobeve me travers në dy pika.

Oriz. 21 – Diagrami i hobeve. 1 – qendra e gravitetit të ngarkesës;

2 – traversa; 3 – rul; 4 - hobe

Përcaktimi i forcës së tensionit në njërën degë të hobesë

S = Q / (m cos) = k Q / m = 1,42 160 / 2 = 113,6 kN.

ku S është forca e projektimit e aplikuar në hobe pa marrë parasysh mbingarkesën, kN;

Q – pesha e ngarkesës së ngritur, kN;

 – këndi ndërmjet drejtimit të veprimit të forcës së projektimit të hobesë;

k – koeficienti, në varësi të këndit të prirjes së degës së hobesë në vertikale (në =45 o k=1,42);

m - numri total degë hobe.

Përcaktoni forcën e thyerjes në degën e hobesë:

R = S · k z = 113,6 · 6 = 681,6 kN.

ku k z është faktori i sigurisë për hobe.

Ne zgjedhim një litar të tipit TK 6x37 me diametër 38 mm. Me një forcë të llogaritur në tërheqje të telit prej 1700 MPa, që ka një forcë thyerjeje prej 704,000 N, d.m.th., më e afërta me forcën e thyerjes që kërkohet nga llogaritja prej 681,600 N.

Përzgjedhja e prerjes tërthore të trarëve

Fig. 22 – Diagrami i projektimit të traversës

P = Q k p k d = 160 1,1 1,2 = 211,2

ku k p është koeficienti i mbingarkesës, k d është koeficienti dinamik i ngarkesës.

Momenti maksimal i përkuljes në travers:

M max = P a / 2 = 211,2 300 / 2 = 31680 kN cm,

ku a është krahu travers (300 cm).

Momenti i kërkuar i rezistencës së seksionit kryq të traut:

W tr > = M max / (n R nga ) = 31680 / (0,85 21 0,9) = 1971,99 cm 3

ku n = 0,85 – koeficienti i kushteve të punës;

 – koeficienti i qëndrueshmërisë në përkulje;

R nga – rezistenca e projektimit ndaj përkuljes në travers, Pa.

Ne zgjedhim modelin e traversës me një seksion të përshkuar, të përbërë nga dy trarë I të lidhur me pllaka çeliku nr. 45 dhe përcaktojmë momentin e rezistencës së traversës në tërësi:

W d x = 1231 cm 3

W x = 2 · W d x = 2 · 1231 = 2462 cm 3 > W tr = 1971,99 cm 3,

që plotëson kushtin e forcës për prerjen tërthore të projektimit të traversës.

9. Llogaritjet strukturore dhe të forcës

9.1. Llogaritja e shtresës mbrojtëse të një torno vertikale gjysmë automatike me shumë gishta Shembulli 37

Të dhënat fillestare:

Kutia mbrojtëse e një torno vertikale gjysmë automatike me shumë gishta është një strukturë çeliku drejtkëndëshe me gjatësi l = 750 mm, gjerësi b = 500 mm dhe trashësi S. Ajo është e mbërthyer në mbajtëse në skajet në mënyrë që sistemi mund të konsiderohet si një tra i shtrirë në dy mbështetëse.

Patate të skuqura kanë një peshë G = 0,2 g dhe fluturojnë drejt kutisë me një shpejtësi V = 10 m/s dhe godasin kutinë pingul me mesin e saj.

Distanca nga vendi i ndarjes së çipave në zonën e prerjes deri në shtresën e jashtme:

Përcaktoni trashësinë e fletës nga e cila mund të bëhet shtresa mbrojtëse.

ZGJIDHJE:

Si rezultat i ndikimit të patate të skuqura, zorra bëhet e devijuar. Devijimi më i madh do të shkaktohet nga çipat e kapur në mes të saj. Presioni që korrespondon me këtë devijim është:

,

ku E është moduli elastik i materialit të veshjes. Për fletë çeliku:

E = 2·10 6 kg/cm2;

I – momenti i inercisë së traut – kutisë. Për një seksion drejtkëndor:

f – devijimi i shtresës së jashtme në pikën e goditjes:

l – gjatësia e mbështjelljes.

Energjia e grumbulluar në kuti është e barabartë me:

Në momentin e devijimit maksimal të shtresës së jashtme, forca do të shndërrohet tërësisht në energjinë potenciale të deformimit të kutisë, d.m.th.

Llogaritja e mbrojtjes nga rrezatimi alfa dhe beta

Metoda e mbrojtjes në kohë.

Metoda e mbrojtjes në distancë;

Metoda e mbrojtjes penguese (materiale);

Doza e rrezatimit të jashtëm nga burimet e rrezatimit gama është proporcionale me kohën e ekspozimit. Për më tepër, për ato burime që mund të konsiderohen si pikë në madhësi, doza është në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës prej saj. Rrjedhimisht, ulja e dozës së rrezatimit për personelin nga këto burime mund të arrihet jo vetëm duke përdorur metodën e mbrojtjes së barrierës (materiale), por edhe duke kufizuar kohën e funksionimit (mbrojtja në kohë) ose duke rritur distancën nga burimi i rrezatimit tek punonjësi (distanca mbrojtje). Këto tre metoda përdoren në organizimin e mbrojtjes nga rrezatimi në termocentralet bërthamore.

Për të llogaritur mbrojtjen kundër rrezatimit alfa dhe beta, zakonisht mjafton të përcaktohet gjatësia maksimale e rrugës, e cila varet nga energjia e tyre fillestare, si dhe nga numri atomik, masa atomike dhe dendësia e substancës thithëse.

Mbrojtja nga rrezatimi alfa në termocentralet bërthamore (për shembull, kur merrni karburant "të freskët") për shkak të gjatësisë së shkurtër të rrugës në substancë nuk është e vështirë. Nuklidet alfa-aktive përbëjnë rrezikun kryesor vetëm gjatë rrezatimit të brendshëm të trupit.

Gjatësia maksimale e rrugës së grimcave beta mund të përcaktohet duke përdorur formulat e përafërta të mëposhtme, shih:

për ajrin - R β =450 E β, ku E β është energjia kufitare e grimcave beta, MeV;

për materiale të lehta (alumin) - R β = 0,1E β (në E β< 0,5 МэВ)

R β =0,2E β (në Eβ > 0,5 MeV)

Në praktikë në termocentralet bërthamore, ekzistojnë burime të rrezatimit gama të konfigurimeve dhe madhësive të ndryshme. Shkalla e dozës prej tyre mund të matet me instrumente të përshtatshme ose të llogaritet matematikisht. Në përgjithësi, shkalla e dozës nga një burim përcaktohet nga aktiviteti total ose specifik, spektri i emetuar dhe kushtet gjeometrike - madhësia e burimit dhe distanca me të.

Lloji më i thjeshtë i emetuesit gama është një burim pikë . Ai përfaqëson një emetues gama për të cilin, pa një humbje të konsiderueshme të saktësisë së llogaritjes, dimensionet e tij dhe vetë-thithja e rrezatimit në të mund të neglizhohen. Në praktikë, çdo pajisje që është një emetues gama në distanca më shumë se 10 herë më shumë se madhësia e saj mund të konsiderohet si një burim pikë.

Për të llogaritur mbrojtjen nga rrezatimi i fotonit, është e përshtatshme të përdoren tabela universale për llogaritjen e trashësisë së mbrojtjes në varësi të faktorit të dobësimit të rrezatimit K dhe energjisë së rrezeve gama. Tabela të tilla janë dhënë në librat e referencës për sigurinë nga rrezatimi dhe llogariten në bazë të formulës për zbutjen në materie të një rreze të gjerë fotonesh nga një burim pikësor, duke marrë parasysh faktorin e akumulimit.

Metoda e mbrojtjes së pengesave (gjeometria me rreze të ngushtë dhe të gjerë). Në dozimetri, ekzistojnë koncepte të rrezeve "të gjera" dhe "të ngushta" (të përafërta) të rrezatimit të fotonit. Një kolimator, si një diafragmë, kufizon hyrjen e rrezatimit të shpërndarë në detektor (Fig. 6.1). Një rreze e ngushtë përdoret, për shembull, në disa instalime për kalibrimin e instrumenteve dozimetrike.

Oriz. 6.1. Diagrami i një rrezeje të ngushtë fotoni

1 - enë; 2 - burim rrezatimi; 3 - diafragma; 4 - rreze e ngushtë fotonesh

Oriz. 6.2. Dobësimi i një rrezeje të ngushtë fotonesh

Dobësimi i një rrezeje të ngushtë të rrezatimit të fotonit në mburojë si rezultat i ndërveprimit të tij me materien ndodh sipas një ligji eksponencial:

I = I 0 e - m x (6.1)

ku Iо është një karakteristikë arbitrare (densiteti i fluksit, doza, shpejtësia e dozës, etj.) e rrezes së ngushtë fillestare të fotoneve; I - karakteristikë arbitrare e një trau të ngushtë pas kalimit përmes mbrojtjes së trashësisë x , cm;

m - koeficienti linear i dobësimit, i cili përcakton fraksionin e fotoneve monoenergjetike (që kanë të njëjtën energji) që kanë përjetuar ndërveprim në substancën mbrojtëse për njësi shteg, cm -1.

Shprehja (7.1) është gjithashtu e vlefshme kur përdoret koeficienti i dobësimit të masës m m në vend të atij linear. Në këtë rast, trashësia e mbrojtjes duhet të shprehet në gram për centimetër katror (g/cm 2), atëherë produkti m m x do të mbetet pa dimension.

Në shumicën e rasteve, kur llogaritet zbutja e rrezatimit të fotonit, përdoret një rreze e gjerë, d.m.th., një rreze fotonesh ku është i pranishëm rrezatimi i shpërndarë, i cili nuk mund të neglizhohet.

Dallimi midis rezultateve të matjes së trarëve të ngushtë dhe të gjerë karakterizohet nga faktori i akumulimit B:

B = Iwide/Inarrow, (6.2)

e cila varet nga gjeometria e burimit, energjia e rrezatimit primar të fotonit, materiali me të cilin ndërvepron rrezatimi i fotonit dhe trashësia e tij, e shprehur në njësi pa dimension mx .

Ligji i dobësimit për një rreze të gjerë rrezatimi fotonish shprehet me formulën:

I gjerësi = I 0 B e - m x = I 0 e - m gjerësi x; (6.3),

ku m, m shir është koeficienti linear i dobësimit për rrezet e fotoneve të ngushta dhe të gjera, përkatësisht. Vlerat e m dhe NË për energji dhe materiale të ndryshme jepen në librat e referencës për sigurinë nga rrezatimi. Nëse librat e referencës tregojnë m për një rreze të gjerë fotonesh, atëherë faktori i akumulimit nuk duhet të merret parasysh.

Për mbrojtje nga rrezatimi i fotonit më së shpeshti përdoren materialet e mëposhtme: plumbi, çeliku, betoni, qelqi prej plumbi, uji etj.

Metoda e mbrojtjes së pengesave (llogaritja e mbrojtjes nga shtresat gjysmë zbutjeje). Faktori i dobësimit të rrezatimit K është raporti i shkallës së dozës efektive (ekuivalente) të matur ose të llogaritur P pa mbrojtje me nivelin e lejuar të shkallës mesatare vjetore të dozës efektive (ekuivalente) P avg në të njëjtën pikë prapa një ekrani mbrojtës me trashësi x :

P av = PD A /1700 orë = 20 mSv / 1700 orë = 12 μSv/orë;

ku P av – niveli i lejuar i dozës mesatare vjetore efektive (ekuivalente);

PD A - kufiri efektiv (ekuivalent) i dozës për personelin e grupit A.

1700 orë – fondi i kohës së punës për personelin e grupit A për vitin.

K = P meas / P mesatare;

ku Rmeas është shkalla e matur e dozës efektive (ekuivalente) pa mbrojtje.

Kur përcaktoni trashësinë e kërkuar të shtresës mbrojtëse të një materiali të caktuar x (cm) duke përdorur tabela universale, duhet të dini energjinë e fotonit e (MeV) dhe faktorin e dobësimit të rrezatimit K. .

Në mungesë të tabelave universale, një përcaktim i shpejtë i trashësisë së përafërt të mbrojtjes mund të kryhet duke përdorur vlerat e përafërta të vlerës së gjysmë-zbutjes së fotonit në gjeometrinë e rrezes së gjerë. Shtresa gjysmë zbutëse Δ 1/2 është një trashësi mbrojtëse që zbut dozën e rrezatimit me 2 herë. Me një faktor të njohur dobësimi K, është e mundur të përcaktohet numri i kërkuar i shtresave gjysmë-zbutjeje n dhe, rrjedhimisht, trashësia e mbrojtjes. Sipas përkufizimit K = 2 n Përveç formulës, ne paraqesim një marrëdhënie të përafërt tabelare midis faktorit të dobësimit dhe numrit të shtresave gjysmë-zbutjeje:

Me një numër të njohur shtresash gjysmë-zbutjeje n, trashësia e mbrojtjes është x = Δ 1/2 n.

Për shembull, shtresa e gjysmë-zbutjes Δ 1/2 për plumbin është 1.3 cm, për xhamin e plumbit - 2.1 cm.

Mënyra e mbrojtjes nga distanca. Shkalla e dozës së rrezatimit të fotonit nga një burim pika në një zbrazëti ndryshon në mënyrë të kundërt me katrorin e distancës. Prandaj, nëse shkalla e dozës Pi përcaktohet në një distancë të njohur Ri , atëherë shkalla e dozës Px në çdo distancë tjetër Rx llogaritet me formulën:

P x = P 1 R 1 2 / R 2 x (6.4)

Metoda e mbrojtjes në kohë. Metoda e mbrojtjes së kohës (kufizimi i kohës që kalon një punëtor nën ndikimin e rrezatimit jonizues) përdoret më gjerësisht kur kryen punë të rrezikshme nga rrezatimi në një zonë aksesi të kontrolluar (CAZ). Këto punime janë të dokumentuara në një urdhër pune dozimetrike, e cila tregon kohën e lejuar të punës.

Kapitulli 7 METODAT E REGJISTRIMIT TË RREZATIMIT JONIZUES