Передвижная радоновая лаборатория
MOBILE RADON LABORATORY

Предлагаемое изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в учреждениях практического здравоохранения: поликлиниках, больницах, санаториях.
Актуальность изобретения обусловлена высокой потребностью санаторно-курортных, поликлинических и стационарных медицинских учреждений страны в радонотерапии. Заболевания, при которых радонотерапия эффективна, имеют широкое распространение в человеческой популяции (болезни опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой и нервной системы, болезни кожи, эндокринной системы и женской половой сферы). В санаторно-курортных организациях потребность в радонотерапии носит ярко выраженный сезонный характер, когда количество пациентов в летнее время в десятки раз превышает их количество в зимний период.
Радонотерапия используется человечеством эмпирически в течение тысячелетий. На Земле открыты порядка 300 радоновых месторождений, все они сейчас - известные радоновые курорты. В 30-х годах XX века был открыт способ получения радона из радия и начато использование радонотерапии во внекурортных условиях.
Аналогами предлагаемого изобретения являются ординарные доновые лаборатории. Ординарная радоновая лаборатория предназначена для обеспечения радоном одного медицинского учреждения. Открытие радоновой лаборатории требует соблюдения строгих мер радиационной безопасности, получения разрешительных документов и, поэтому, требует много времени. Стационарная радоновая лаборатория не может быть переведена в другой регион при изменении медицинских потребностей и конъюнктуры рынка. Существующие радоновые лаборатории загружены неравномерно и простаивают большую часть календарного года.
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению является кустовая радоновая лаборатория, описанная Гусаровым И.И. (Радонотерапия, М. - 2000 г.). Кустовая радоновая лаборатория предназначена для обеспечения радоном не одного конкретного медицинского учреждения, а нескольких медицинских учреждений. Лаборатория оборудуется в отдельном здании, или отдельной части здания располагающем не менее чем тринадцатью отдельными помещениями, имеющем санитарную зону и удаленным от жилых объектов не менее, чем на 50 метров.
Недостатками кустовой радоновой лаборатории являются стационарное размещение, необходимость наличия большого набора помещений, невозможность перемещения, короткий радиус обеспечения санаториев, больниц и поликлиник радоном. Кроме того, в случае возникновения радиационной аварии, помещения медицинского учреждения подвергнутся радиоактивному загрязнению, будут подлежать дезактивации и будут выведены из эксплуатации на длительный срок. Пациенты и сотрудники могут получить радиоактивное облучение.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность быстрой организации радонотерапии в любом регионе страны с широким охватом сети медицинских учреждений. Передвижную радоновую лабораторию можно использовать круглый год, в любой местности без привязки к природному источнику радона, перемещая между регионами, ориентируясь на сезонную потребность в радонотерапии. Кроме того, оборудование радоновой лаборатории на базе модульной лаборатории обеспечивает большую радиационную безопасность персонала медицинского учреждения и пациентов, чем ее размещение непосредственно в здании медицинского учреждения.
Данный технический результат достигается изготовлением передвижной радоновой лаборатории, состоящей из отсеков хранения, розлива, сан.пропускника и отсека для мед.персонала, отличающейся тем, что она выполнена с возможностью оборудования в перевозимом на автомобиле контейнере, стены которого экранированы свинцовой защитой, оборудованы встроенными воздуховодами вытяжной и приточной вентиляции, водопроводом и канализацией, при этом передвижная радоновая лаборатория выполнена с возможностью использования в качестве источника радона твердотельного генератора радона на солевых эвтектиках, и оснащена автоматической линией розлива рабочих растворов радона и системой постоянного мониторинга за содержанием радона в воздухе, которая выполнена с возможностью при превышении его допустимых уровней издавать звуковой и световой сигналы и запускать аварийную систему вентиляции, при этом в отсеке хранения оборудован сейф для хранения твердотельного генератора радона, при этом сейф подключен к встроенному воздуховоду вытяжной вентиляции, в отсеке розлива установлен вытяжной шкаф, который примыкает к сейфу для бутыли с концентратом радона, вытяжной шкаф подключен к водопроводу и канализации в вытяжном шкафу располагается автоматическая линия розлива рабочих растворов радона, в отсеке розлива находятся также шюттель-аппарат, выполненный с возможностью перемешивания радона в бутыли, и шкаф для спец. одежды, в сан. пропускнике имеются душ и туалет, в комнате мед. персонала имеется дозиметрический пост, шкаф для спец. одежды, стол, стул.
Описание устройства передвижной радоновой лаборатории
Радоновая лаборатория оборудуется в построенном из сендвич-панелей контейнере длинной 6 метров и шириной 2,5 метра. Помещение контейнера разделяется на 4 производственных отсека: хранения, розлива, санитарный пропускник и помещение для медперсонала (см. рис.1). Стены лаборатории экранируются свинцовой защитой и оборудуются встроенными воздуховодами вытяжной и приточной систем вентиляции, водопроводом и канализацией. Лаборатория оборудуется автономным отоплением, системой кондиционирования, электрообеспечением. В качестве источника радона в лаборатории используется твердотельный генератор радона на солевых эвтектиках производства Санкт-Петербургского Радиевого института им. В.Г. Хлопина, содержащий 30 мг радия (Ra-226).
Лаборатория перевозится на автомобиле типа КАМАЗ в любой регион РФ и подключается к электрической сети, водопроводу и канализации медицинского учреждения. Санитарно-защитная зона для ординарных лабораторий, как для радиационных объектов IV категории по потенциальной опасности, не устанавливается (п.3.5. СП 2.6.1.3247-15 «Гигиенические требования к размещению, устройству, оборудованию и эксплуатации радоновых лабораторий, отделений радонотерапии»).
В отсеке хранения (13) оборудован сейф для хранения твердотельного генератора радона (1). В качестве материала экранирования используется свинец. Сейф подключен к системе вытяжной вентиляции лаборатории.
В отсеке розлива (14) установлен вытяжной шкаф (10), который примыкает к сейфу для бутыли с концентратом радона (2). Вытяжной шкаф подключен к водопроводу и канализации. В вытяжном шкафу располагается автоматическая линия розлива рабочих растворов радона (12). В отсеке розлива находятся также шюттель-аппарат (3), для перемешивания радона в бутыли и шкаф для спец. одежды (9).
В сан. пропускнике (15) имеются душ (4), туалет (5) и умывальник (11). В комнате мед. персонала (16) имеется дозиметрический пост (7), шкаф для спец. одежды (9), стол (6), стул (8).
В отделке лаборатории используются легко моющиеся материалы: линолеум, стеновые панели, масляная краска.
3
3
Передвижная радоновая лаборатория оснащена автономными системами приточной и вытяжной вентиляции (см. рис.2). Система приточной вентиляции обеспечивает приток трех объемов воздуха радоновой лаборатории в час. Система вытяжной вентиляции обеспечивает 5-кратный воздухообмен. Содержание ЭРОА радона в воздухе отсека хранения и отсека розлива лаборатории не превышает 1200 Бк/м, а в отсеках санпропускника и помещения мед. персонала - 600 Бк/м. Поступающий из системы приточной вентиляции воздух подается в верхнюю зону каждого отсека лаборатории (20 см от потолка). Удаляется воздух из каждого отсека через систему вытяжной вентиляции. Воздухозаборники располагаются в нижней зоне на расстоянии 30 см от пола. Кроме того, вытяжной шкаф, сейф для хранения генератора радона и сейф для емкости с концентратом радона присоединяются к системе вытяжной вентиляции. Включение приточной и вытяжной систем вентиляции осуществляется медицинской сестрой до входа в помещения лаборатории.
Уровень гамма-излучения на любой точке внешней поверхности лаборатории не превышает 0,005 мЗв/ч, а на расстоянии 1 метра от лаборатории - 0,001 мЗв/ч, что, согласно п. 4.7.2. СанПиН 2.6.1.1281-03 «Санитарные правила по радиационной безопасности персонала и населения при транспортировании радиоактивных материалов (веществ)», соответствует первой транспортной категории, не требующей специального транспорта.
В комнате мед. персонала оборудован дозиметрический пост, оснащенный радиометром радона РРА -01М, дозиметром-радиометром МКС - 15 Д «Снегирь». Индивидуальный дозиметриченский контроль персонала радоновой лаборатории осуществляется с использованием системы ДТУ-01М.
Схема водопровода и канализации представлена на рис.3.
Создание передвижных радоновых лабораторий поможет решить проблему нехватки радона для радонотерапии в отдаленных регионах РФ и сезонного роста потребности в южных регионах. Размещение радоновой лаборатории в отдельном модуле обеспечит радиационную безопасность медицинского учреждения, ее эксплуатация исключает попадание радиоактивных элементов в здание медицинского учреждение и облучение сотрудников и пациентов учреждения.
В случае возникновения радиационной аварии при размещении радоновой лаборатории в здании мед. учреждения - помещения подвергнутся радиоактивному загрязнению, будут подлежать дезактивации и будут выведены из эксплуатации на длительный срок.
Радиационная авария в модульной радоновой лаборатории не будет иметь таких последствий для медицинского учреждения: будет прекращена эксплуатация лаборатории до окончания дезактивационных работ; медицинское учреждение продолжит работу в обычном режиме.
Первая передвижная (мобильная) радоновая лаборатория построена компанией «Новые технологии» и функционирует на базе санатория «Радон» (г. Ульяновск), обеспечивая радоном 14 санаториев Приволжского федерального округа.
Особенности конструкции передвижной радоновой лаборатории.
Лаборатория исполнена в металлическом контейнере, изготовленном по разработанному заказчиком Проекту.
Особенностями контейнера являются:
1. Размеры контейнера Передвижной радоновой лаборатории: длина - 6 метров, ширина - 2,5 метра, высота 2,4 метра. Это максимальные размеры контейнера, не требующего для перевозки специализированного автотранспорта. МРЛ можно перевозить на самом распространенном в РФ грузовом автомобиле КАМАЗ без его предварительного переоборудования.
2. Стены контейнера представляют собой сендвич-панели с теплоизоляцией, обеспечивающей теплонагревательным приборам и системам кондиционирования возможность поддерживать внутреннюю температуру в диапазоне от +18°С до +25°С при температуре внешней среды от -40°С до + 35°С, что позволяет функционировать МРЛ практически на всей территории РФ.
3. Водопровод и воздуховоды приточной и вытяжной вентиляции встроены в стены контейнера, канализация встроена в пол контейнера; двигатели вентиляционных систем размещаются снаружи контейнера. Такое решение позволяет использовать внутреннее пространство контейнера максимально эффективно.
4. Стены контейнера в области размещения сейфа с генератором радона и емкости с концентрированным раствором радона оборудованы защитой от гамма-излучения в виде свинцовых листов, обеспечивающих уровень излучения не превышающий нормативы СП 2.6.1.3247-15, СанПиН 2.6.1.2523-09 и СП 2.6.1.2612-10.
5. Датчики радона Системы постоянного мониторинга за содержанием радона в воздухе, монтируются на стенах контейнера в отсеках хранения (13) и розлива (14) на высоте 30 см от пола (радон тяжелее воздуха примерно в 7 раз, поэтому максимальная его концентрация будет обнаруживаться в нижних уровнях помещения).
Результаты дозиметрических и радиометрических измерений работающей ПРЛ
1. Измерение уровня загрязненности альфа радионуклидами.
Дата отбора проб: 4.04.2021 г.
№п/п
Место измерения
Измерение плотности потока альфа частиц, см<sup>-2</sup> мин<sup>-1</sup>
Относит. погрешность
Уровень загрязнения, см<sup>-2</sup> мин<sup>-1</sup>
Полная относительная погрешность измерения
1
Отсек хранения
<1
-
<1
-
2
Отсек розлива
<1
-
<1
-
3
Помещение медицинского персонала
<1
-
<1
-
4
Сан. пропускник
<1
-
<1
-
Примечание: Уровень фона альфа излучения: <1 см<sup>-2</sup> мин<sup>-1</sup>.
2. Измерение уровня загрязненности бета радионуклидами.
Дата отбора проб: 4.04.2021 г.
№п/п
Место измерения
Измерение плотности потока бета частиц, см<sup>-2</sup> мин<sup>-1</sup>
Погрешность измерения, см<sup>-2</sup> мин<sup>-1</sup>
Уровень загрязнения, см<sup>-2</sup> мин<sup>-1</sup>
1
Отсек хранения
<10
-
<10
2
Отсек розлива
<10
-
<10
3
Помещение медицинского персонала
<10
<10
4
Сан. пропускник
<10
-
<10
Примечание: Уровень фона бета излучения автоматически учитывается оборудованием.
3. Мощность дозы гамма-излучения на открытой местности.
Дата измерений: 4.04.2021 г.
№п/п
Место измерения
Результат измерения H, мкЗв/ч
Минимальное значение, H<sub>мin</sub>, мкЗв/ч
ΔH, мкЗв/ч
1
Юго-запад от МРЛ, 5 м.
<0,1
<0,1
0,05
2
Юго-восток от МРЛ, 5 м.
<0,1
<0,1
0,05
3
Северо-запад от МРЛ, 5 м.
<0,1
<0,1
0,05
4
Северо-восток от МРЛ, 5 м.
<0,1
<0,1
0,05
Примечание: Н<sub>ф</sub> = 0,12 ± 0,05 мкЗв/ч
4. Мощность дозы гамма-излучения в помещениях ПРЛ.
Дата измерений: 4.04.2021 г.
№п/п
Место измерения
Результат измерения H, мкЗв/ч
ΔH, мкЗв/ч
1
Отсек хранения
0,25
0,01
2
Отсек розлива
0,22
0,01
3
Помещение медицинского персонала
0,27
0,01
4
Сан. пропускник
0,29
0,01
Примечание: Н<sub>ф</sub> = 0,12 ± 0,05 мкЗв/ч
5. Результаты измерений ОАР в воздухе помещений.
Дата отбора проб: 4.04.2021 г.
Q,
3
Измерение Бк/м
№
1
2
3
4
Q, Бк/м<sup>3</sup>
63
60
56
58
Q,
3
ОАР Бк/м= 59,4 ± 16,8
Примечание:
3
Измерение собственного фона РРА: <20 Бк/м
6. Результаты измерений ЭРОА изотопов радона в воздухе помещений
ата отбора проб: 4.04.2021 г.
№№п/п
Место измерения
ЭРОА 222 Rn ± Дельта,Бк/м<sup>3</sup>
1
Отсек хранения
38,8 ± 10,0
2
Отсек розлива
32,1 ± 10,5
3
Помещение медицинского персонала
23,2 ± 10,2
4
Сан. пропускник
23,1 ± 12,1
Примечание:Оценка численного значения производилась по формуле: ЭРОА<sub>Rn</sub> = ОА<sub>Rn</sub> * F<sub>Rn</sub>, где = F<sub>Rn</sub> * 0,5
Вывод:
Уровни альфа-, бета-, гамма-излучения в помещениях ПРЛ, снаружи ПРЛ, ОА радона и ЭРОА изотопов радона в воздухе помещений соответствует нормативам. СП 2.6.1.3247-15, СанПиН 2.6.1.2523-09 и СП 2.6.1.2612-10.
Опыт развертывания ПРЛ в новом месте дислокации
Первая передвижная радоновая лаборатория построена компанией «Новые технологии» и функционирует на базе санатория «Радон» (г. Ульяновск). В сентябре 2020 года с целью изучения возможностей перемещения и развертывания ПРЛ в новой точке дислокации были осуществлены тренировочные учения.
ПРЛ была перевезена из Ульяновской области в другой регион РФ - в республику Татарстан на территорию санатория «Васильевский» (пос. Васильево Зеленодольского района).
Время свертывания лаборатории и подготовки к транспортировке составило 8 часов.
Погрузка на автомобиль КАМАЗ - 1,5 часа.
Транспортировка (260 км) - 7,5 часов.
Разгрузка - 1 час.
Подключение к системам электроснабжения, канализации, водопроводу, оборудование вытяжной вентиляционной трубы, подключение систем вентиляции - 8 часов.
Проверка функционирования систем вентиляции - 1 час.
Контрольная продувка генератора радона и получение концентрата радона - 1,5 часа.
Приготовление 50 рабочих растворов радона - 30 минут.
Контрольные дозиметрические исследования уровней альфа-, бета-, гамма-излучния, активности радона в воздухе, ЭРОА в воздухе лаборатории - 2 часа.
Общее время свертывания ПРЛ, ее перемещения на 260 км к новому месту дислокации, развертывание и начала эксплуатации составило - 28 часов.
По результатам дозиметрических и радиометрических измерений выявлено отсутствие превышений уровней альфа-, бета-, гамма-излучения, ОА радона и ЭРОА изотопов радона в воздухе помещений ПРЛ выше нормативов.
Литература
1. СП 2.6.1.3247-15 «Гигиенические требования к размещению, устройству, оборудованию и эксплуатации радоновых лабораторий, отделений радонотерапии».
2. СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)».
3. СП 2.6.1.2612-10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010)».
4. Панов С.В. «Практическая радонотерапия» - Ульяновск: УлГУ, 2014. - 172 с.
5. Гусаров И.И. «Радонотерапия». - М.: Медицина, 2000. - 200 с.