Библиографическое описание:

Цветков Р. Ю., Рыков Е. А. Разработка системы рентгенозащитных ограждений // Молодой ученый. — 2016. — №14. — С. 41-45.



В данной статье рассматривается явление ослабления рентгеновского излучения защитными материалами с последующей разработкой специальной системы защиты от пагубного воздействия рентгеновского излучения на человека. Для реализации используется расчётная методика — метод номограмм. Также имеет место корреляция результатов, полученных с помощью используемого расчетного метода и экспериментально полученных значений.

Ключевые слова: радиационная защита, защита от рентгеновского излучения, метод номограмм, экспериментальная методика

В наши дни, рентгеновская дефектоскопия является наиболее распространенным способом диагностики внутренних органов и тканей, его плюсы заключаются в дешевизне и легкости проведения исследования. Вследствие того, что рентгеновское излучение обладает большой проникающей способностью и способностью ионизировать молекулы веществ, имеет место беспрепятственное проникновение излучения сквозь органы и ткани. В результате чего имеет место нарушение первоначальной структуры клеток, что несет за собой множество негативного воздействия на человеческий организм. Предотвращение этих последствий — одна из актуальнейших тем современной рентгеновской техники, в связи с чем, тема статьи, в которой рассматривается и анализируется методика расчета защиты от рентгеновского излучения является весьма актуальной.

  1. Рентгеновская дефектоскопия.

Для того чтобы обеспечить заданное производителем качество конечного продукта (законченного производством изделия), требуется ввод наблюдения не только за соответствием качества материала, но и за соблюдением режимов технологических процессов.

Дефектоскопия — это специализированный комплекс методов и инструментов неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов [1]. Дефектоскопия включает в себя следующие стадии:

− разработка инструментов и методов анализа и исследования;

− создание и эксплуатация аппаратов (дефектоскопы);

− создание методов контроля;

− обработка результатов.

В основе метода дефектоскопии лежит изучение и наблюдение за изменениями физических свойств материалов при воздействии на них разными видами излучения [2]. Рентгеновская дефектоскопия основывается на явлении поглощения рентгеновского излучения, зависящего от плотности среды и от атомного номера элементов материалов среды. Энергия рентгеновских квантов напрямую зависит от ускоряющего напряжения в рентгеновской трубке и определяет проникающую способность данного излучения.

Поглощение рентгеновского излучения в материале зависит от толщины поглотителя и коэффициента поглощения [4], определяется формулой:

,

где:

— интенсивность излучения, прошедшего через поглотитель;

— интенсивность падающего излучения.

На следующем схематичном рисунке представлен процесс рентгеновского просвечивания:

Рис. 1. Схема рентгеновского просвечивания: 1 — источник излучения; 2 — пучок рентгеновских квантов; 3 — исследуемая деталь или материал; 4 — внутренний дефект или неоднородность;5 — не воспринимаемое человеческим глазом рентгеновское изображение за деталью; 6 — регистратор рентгеновского изображения

  1. Расчет защиты от рентгеновского излучения методом номограмм.

Одним из видов технических средств, предназначенных для защиты от ионизирующего излучения, служат специальные экраны и заграждения [3]. Рассчитывая такое защитное ограждение, определяется его толщина и материал, которые зависят от типа излучения, энергии квантов и ослабления в материале. Источником рентгеновского излучения в современных рентгеновских аппаратах используются рентгеновские трубки. Основная характеристика рентгеновской трубки — радиационный выход. Прежде всего, величину радиационного выхода определяют напряжение трубки и фильтрация пучка излучения.

Главным параметром номограмм, с помощью которого и определяется защита, является коэффициент:

где — радиационный выход рентгеновской трубки, для которой определяется защита; — радиационный выход некоторой стандартной рентгеновской трубки; отношение проектной предельно допустимой мощности эквивалентной дозы для помещений постоянного пребывания персонала категории А при 36 — часовой рабочей неделе; — сила тока в рентгеновской трубке; — расстояние от анода трубки до рабочего места. [3]

Расчет производился с помощью следующих номограмм:

Рис. 2. Радиационный выход трубки в зависимости от напряжения трубки

Рис. 3. Номограмма для расчета защиты из свинца от рентгеновского излучения

Рис. 4. Номограмма отношения эквивалентной толщины между свинцом и бетоном

  1. Результаты использования данного метода.

Рассчитав необходимые коэффициенты, были получены соответствующие параметры номограмм, с помощью которых, в последствие, была произведена оценка необходимой толщины рентгенозащитных ограждений. Данные параметры рассчитывались с учетом направленности излучения, а также с учетом коэффициента эпизодичности для получения наиболее точного результата.

Полученные параметры номограмм:

Оценка необходимой защиты из свинца:

− при , толщина защиты из свинца составила ;

− при , толщина защиты из свинца составила ;

− при , толщина защиты из свинца составила ;

− при , толщина защиты из свинца составила .

Оценка необходимой защиты из бетона:

− при , толщина защиты из бетона составила ;

− при , толщина защиты из бетона составила ;

− при , толщина защиты из бетона составила ;

− при , толщина защиты из бетона составила .

Заключение.

В данной статье был исследован один из методов расчета защиты от рентгеновского излучения, метод номограмм. С помощью данного метода были рассчитаны реальные толщины защитных ограждений необходимые для обеспечения безопасной работы в рентгенодефектоскопической лаборатории. Расчеты произведены в соответствии со всеми нормами и правилами в области обеспечения радиационной безопасности.

Литература:

  1. Козлов В. Ф. Справочник по радиационной безопасности М.: Энергоатомиздат, 1991. 335 с.
  2. Блохин М. А. Физика рентгеновских лучей. — М.: Гос. изд-во тех.-теор. лит-ры, 1953. 518 c.
  3. Алешин Н. П. Физические методы неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 2006. 368 с.
  4. Машкович В. П. Защита от ионизирующих излучений. М.: Энергоатомиздат, 1995. 494 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle