Проектная мощность дозы (Рпр) за стационарной защитой ускорителя электронов для помещений и территории различного назначения
Помещение, территория
Т
n
ПД
Рg
отн. ед.
отн. ед.
мЗв/год
мкЗв/ч
Помещения постоянного пребывания персонала группы А (все помещения, входящие в состав отделений, кабинетов лучевой терапии, комната управления (пультовая)).
6, 0
Помещения временного пребывания персонала группы А
0, 5
12, 0
Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с рабочей камерой (процедурной) ускорителя в которых имеются постоянные рабочие места персонала группы Б.
1, 2
1, 2
Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с рабочей камерой (процедурной) ускорителя, без постоянных рабочих мест (холл, гардероб, лестничная площадка, коридор, уборная, кладовая и др. ).
0, 25
1, 2
5, 0
Помещения эпизодического пребывания персонала группы Б (технический этаж, подвал, чердак и т. п. ).
0, 06
1, 2
Палаты стационара (не радиологические), смежные по вертикали и горизонтали с отделениями, кабинетами лучевой терапии, помещения эпизодического пребывания лиц, не отнесенных к персоналу, смежные по вертикали и горизонтали с рабочей камерой (процедурной) ускорителя.
0, 25
0, 6
Помещения, в которых имеются постоянные рабочие места лиц, не отнесенных к персоналу.
1, 2
0, 25
Территория, прилегающая к наружным стенам здания ускорителя.
0, 12
1
1, 2
Таблица 2
Мощность поглощенной дозы тормозного излучения в воздухе, сГр∙ м2/(мА∙ мин)
θ *, град
Е0, МэВ
0, 2
0, 3
0, 5
0, 7
Материал мишени
Аl
Fe
Sn
Au
Аl
Fe
Sn
Au
Аl
Fe
Sn
Au
Аl
Fe
Sn
Au
0, 8
1, 3
1, 75
3, 3
1, 95
3, 50
4, 4
6, 3
8, 6
15, 1
21, 6
45, 8
0, 7
1, 2
1, 66
2, 9
1, 67
3, 16
4, 0
6, 15
5, 55
8, 1
13, 2
12, 7
19, 2
34, 3
40, 2
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
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
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
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
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
17, 5
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
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
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
11, 5
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
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
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
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
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
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
0, 15
0, 40
0, 88
1, 20
0, 26
0, 79
1, 94
2, 71
-
-
5, 2
7, 9
-
-
8, 8
15, 8
0, 13
0, 37
0, 84
1, 14
0, 26
0, 70
1, 85
2, 46
-
-
4, 84
7, 9
-
-
8, 8
15, 8
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 – угол между направлениями пучка электронов и направлением выхода тормозного излучения из мишени
Таблица 2. (Продолжение)
θ *, град
Е0, МэВ
1, 0
1, 25
1, 5
Материал мишени
Аl
Fe
Au
Sn
Al
Cu
Au
Al
Cu
Au
39, 6
81, 6
49, 3
133, 5
84, 5
216, 3
36, 0
75, 5
70, 3
121. 4
210, 5
28, 2
42, 2
65,
54, 5
30, 6
47, 5
92, 5
19, 4
31, 8
55, 4
44, 8
24, 6
97, 5
92, 6
14, 1
29, 8
49, 2
37, 5
20, 6
32, 5
82, 4
26, 4
12, 3
30, 8
16, 4
72, 4
22, 8
45, 7
9, 7
19, 4
33, 5
27, 2
14, 4
20, 6
61, 5
20, 2
38, 8
8, 1
22, 8
12, 3
19, 6
59, 8
16, 7
4, 76
11, 4
19, 7
10, 3
18, 5
13, 2
30, 8
92, 5
2, 0
4, 5
16, 7
6, 15
17, 5
56, 4
7, 91
28, 2
82, 9
2, 65
6, 5
32, 5
15, 4
5, 6
16, 4
54, 5
7, 22
3, 18
8, 3
14, 0
5, 1
52, 7
6, 7
79, 4
3, 1
9, 7
39, 5
15, 0
4, 56
15, 4
51, 8
6, 15
18, 5
77, 5
3. 1
9, 7
15, 4
4, 14
14, 9
51, 1
5, 64
17, 6
76, 7
3. 1
9, 7
16, 7
3, 6
14, 4
49, 2
5, 1
16, 7
75, 7
3, 1
7, 8
37, 8
17, 6
3, 0
14, 0
58, 5
4, 65
3, 0
7, 0
37, 8
17, 6
2, 5
13, 9
-
4, 1
-
-
3. 0
7, 0
37, 8
17, 7
2, 5
13, 8
-
3, 1
-
-
2, 9
6, 15
37, 8
17, 6
2, 5
13, 8
-
2, 55
-
-
Таблица 2. (Продолжение)
θ *, град
Е0, МэВ
1, 75
2, 8
Материал мишени
Аl
Cu
Au
Al
Fe
Au
Al
Fe
Au
Sn
Sn
85, 5
47, 5
41, 5
32, 6
25, 6
41, 4
19, 4
19, 4
34, 4
16, 7
16, 9
28, 2
128, 4
11, 4
13, 5
25, 5
13, 2
11, 4
22, 8
13, 2
10, 6
20, 3
12, 5
25, 5
70, 5
9, 7
18, 5
8, 3
17, 6
70, 5
8, 3
17, 7
7, 3
17, 6
7, 2
16, 7
7, 2
18, 5
-
17, 6
6, 15
5, 7
5, 2
Таблица 2. (Продолжение)
θ *, град
Е0, МэВ
Материал мишени
W
W
W
W
4, 77∙ 104
1∙ 106
6, 82∙ 106
1, 19∙ 107
1, 68∙ 104
1, 86∙ 105
5, 05∙ 105
8, 75∙ 105
8, 12∙ 103
8, 05∙ 104
1, 8∙ 105
2, 35∙ 105
5, 26∙ 103
3, 9∙ 104
6, 27∙ 104
8. 74∙ 104
3, 34∙ 103
2, 18∙ 104
2, 92∙ 104
5, 95∙ 104
2, 2∙ 103
1. 38∙ 104
1, 64∙ 104
4, 2∙ 104
1, 28∙ 103
9, 4∙ 103
8, 7∙ 103
3, 5∙ 104
5, 57∙ 103
5, 87∙ 103
3, 14∙ 104
2, 34∙ 103
2, 34∙ 103
2, 96∙ 104
1, 0∙ 103
1, 45∙ 103
2, 76∙ 104
1, 49∙ 103
9, 0∙ 102
2, 58∙ 104
1, 75∙ 103
1, 22∙ 103
2, 16∙ 104
1, 75∙ 103
1, 19∙ 103
1, 85∙ 104
1, 75∙ 103
1, 15∙ 103
1, 5∙ 104
1, 62∙ 103
1, 13∙ 103
1, 39∙ 104
1, 45∙ 103
1, 11∙ 103
1, 22∙ 104
1, 18∙ 104
1, 0∙ 104
9, 7∙ 104
Расчет ослабления нейтронов в защите может проводиться методом длин релаксации. Для бетона длина релаксации нейтронов (λ ) равна 16 см. Кратность ослабление мощности эквивалентной дозы фотонейтронов в защите из бетона можно оценить с использованием соотношения:
, (12)
где: Кн – кратность ослабления мощности дозы фотонейтронов,
d – толщина радиационной защиты из бетона, см,
λ – длина релаксации фотонейтронов в бетоне, см.
Толщину радиационной защиты выбирают так, чтобы полученная кратность ослабления мощности эквивалентной дозы была не меньше величины, рассчитанной с использованием выражения (9).
Таблица 3.
Толщина защиты из бетона (см) для различных кратностей ослабления К
K
Еэф, МэВ
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
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
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
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
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
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
5∙ 103
18, 8
33, 1
45, 6
56, 4
65, 2
70, 0
74, 0
77, 0
80, 2
82, 8
104
20, 1
35, 2
48, 5
60, 3
69, 3
74, 5
79, 1
82, 9
86, 2
89, 2
5∙ 104
23, 3
42, 3
56, 4
68, 6
79, 0
84, 7
88, 7
93, 4
97, 9
105
30, 5
50, 5
64, 6
75, 1
82, 8
89, 0
93, 5
98, 1
5∙ 105
44, 8
61, 5
73, 7
83, 7
92, 5
99, 3
106
49, 3
66, 4
79, 8
89, 8
97, 0
5∙ 105
59, 4
79. 7
91, 6
107
64, 0
84, 9
95, 7
Таблица 4.
Толщина защиты из железа (см) для различных кратностей ослабления К
K
Еэф, МэВ
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
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
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
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
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
Таблица 5
Толщина защиты из свинца (см) для различных кратностей ослабления К
K
Еэф, МэВ
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
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
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
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
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
Таблица 6
Выход фотонейтронов из различных мишеней в зависимости от энергии электронов
Е0, МэВ
N∙ 10-4 фотонейтрон/электрон
Cu (50 г/см2)
Cu (12, 7 г/см2)
Ta (12, 5 г/см2)
Pb (23 г/см2)
-
-
-
1. 5
-
-
0, 6
-
0, 8
0. 4
3, 5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Приложение 2
Вентиляция помещений ускорителя
Для удаления образующихся в рабочей камере ускорителя теплоизбытков в ней должны быть обеспечены кратности воздухообмена не менее, приведенных в таблице 1.
Таблица 1.
Минимальные кратности воздухообмена в рабочей камере ускорителя
Объём рабочей камеры, м3
до 100
100-500
500-1000
свыше 1000
Кратность воздухообмена, ч-1
При обеспечении приведенных кратностей воздухообмена в рабочей камере во время работы ускорителя, в большинстве случаев концентрации образующихся вредных для человеческого организма веществ значительно превышают их предельно допустимые концентрации (ПДК). Поэтому после выключения ускорителя для обеспечения безопасности персонала вводится запретный период (Тзапр), в течение которого вход персонала в рабочую камеру должен быть исключен.
Запретный период, в общем случае, следует определять по формуле:
, ч, (1)
где: Сi - концентрация i-гo токсичного (радиоактивного) вещества в рабочей камере в момент прекращения облучения, мг/м (ГБк/м3);
ДКаi- допустимая концентрация 1-го радиоактивного вещества, ГБк/м3;
Ккам - кратность воздухообмена в рабочей камере ускорителя, ч-1;
λ i - коэффициент, характеризующий химическую (или ядерную) нестойкость токсичного (радиоактивного) вещества после прекращения облучения, ч-1.
В результате радиолиза воздуха образуются озон и окислы азота, являющиеся постоянно сопутствующими факторами опасности при работе ускорителя.
Однако, ввиду того, что при работе ускорителей токсичность продуктов радиолиза воздуха определяется, в основном, образующимся озоном (ПДК озона в 50 раз ниже ПДК окислов азота), все расчеты вентиляции должны основываться на обеспечении необходимого снижения концентрации озона.
Продукты радиолиза воздуха на установках с ускорителями электронов образуются лишь в зоне пучка ускоренных электронов. Затем они распространяются в объеме всей камеры (за счёт перемешивания воздуха).
Концентрация озона в зоне действия пучка электронов рассчитывается по формуле:
, мг/м3, (2)
где - концентрация озона в зоне облучения (в пучке электронов) во время работы ускорителя;
tзо - время нахождения воздуха в зоне облучения (в пучке электронов), ч;
J - ток пучка электронов, А;
Sзо - площадь поперечного сечения зоны облучения (развертки), м2;
Кзо- кратность воздухообмена в зоне облучения (в пучке), ч-1;
λ рад - коэффициент, учитывающий радиационную нестойкость озона, величина которого зависит от мощности поглощенной дозы в воздухе и рассчитывается по формуле:
λ рад=1, 6∙ 10-2 ∙ Р0, 6, ч-1 (3)
Мощность поглощенной дозы ускоренных электронов в воздухе рассчитывается по формуле:
, сГр/ч, (4)
где: - ионизационные потери, МэВ∙ см2/г (см. таблицу 2);
d – расстояние от выходного окна ускорителя до мишени, м.