Расчет защиты от источников гамма-изучения

    Ориентировочно защиту от источника гамма-излучения можно расчитать следующим образом:

Для расчета примем, что:
Q - активность радионуклида в мккюри;
М - гамма-эквивалент радионуклида в мг*экв радия;
R - расстояние от источника до точки в которой рассчитывается защита;
t - время работы с источником в часах, час;
d - толщина защиты в см;
D - заданная, расчетная или измеренная доза в рентгенах, р;
P - заданная, расчетная или измеренная мощность дозы в мр/час, мкр/сек и т.д.;
k - кратность ослабления излучения, необходимая для обеспечения безопасности;
K - гамма-постоянная радионуклида, .  

Соотношение между активностью источника Q (в мкюри) и гамма-эквивалентом M (мг*экв радия) определяется следующими формулами: где

,             (1)

где:   8.4 - гамма-постоянная радия при платиновом фильтре толщиной 0,5 мм,  ,

К - полная гамма-постоянная данного радионуклида.

Коэффициент     - гамма-эквивалент данного радионуклида.

Связь между мощностью дозы, дозой и активностью точечного источника определяется следующими соотношениями:

,    ,   (2)

,   ,     (3)

,       .      (4)

Примечание: В случае, когда задана интенсивность гамма-излучения, она должна быть предварительно переведена в мощность физической дозы, поскольку для широкого пучка излучения законы ослабления мощности физической дозы и интенсивности не совпадают.  Если  Ng - поток   g-квантов, пересекающий площадь в 1 см² за 1 сек., а hg-энергия  g-квантов в Мэв, то связь между мощностью физической дозы Рg  и интенсивностью выражается формулой:                     

где: g - линейный коэффициент электронного преобразования  g-лучей в воздухе, численные значения которого приведены в таблице ниже.

А. Пример ориентировочного расчета с использованием приведенных формул.    1. Допустим, что рабочий изотопной лаборатории работает t-1700 часов в году на расстоянии R 1 м, лимит дозы (D₀) для категории А согласно НРБУ-97 таб.5.1 составляет 20 мЗв (или ориентировочно 2 р). Требуется определить M активность радионуклида с которым он может работать без защитного экрана. 

Решение: по формуле (2) находим . 

Б. Пример расчета защиты по рассчитанной кратности ослабления, с использованием универсальных таблиц.( Таблица 1 -свинец,  Таблица 2 - железо, Таблица 3 - бетон).  Определить толщину защиты (d) рабочего места персонала категории А, из свинца,  для кобальта-60, если энергия его излучения h_g   составляет 1.25 Мэв,, активность источника М  100мг*экв радия, расстояние 1 м, время работы t 1700 часов в году.

По формуле 2 находим что, , а кратность ослабления составит . По таблице 1 находим необходимую толщину защиты из свинца     d= 80 мм. Аналогичным образом можно рассчитать другие необходимые параметры защиты.

Гамма-постоянные некоторых, наиболее часто используемых, радионуклидов

Линейный коэффициент электронного преобразования гамма-лучей в воздухе g см^-1