СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ, ИНКОРПОРИРОВАННЫХ В КОЖНЫЕ ПОКРОВЫ РУК ПЕРСОНАЛА
METHOD FOR DETERMINING ACTIVITY OF RADIONUCLIDES INCORPORATED INTO PERSONNEL ARM SKIN COVERS

Изобретение относится к области измерений активности радионуклидов радиометрическими методами, конкретно при оперативном радиационном контроле рук персонала с целью определения активности трансурановых нуклидов, инкорпорированных в кожные покровы кистей рук или в раневых повреждениях этих поверхностей, в реальных производственных условиях плутониевых производств, и может быть использовано в радиационной безопасности и гигиене для повышения безопасности технологического цикла предприятий ядерно-оружейного комплекса и снижения уровня внутреннего облучения персонала.
Одной из основных проблем радиационного контроля плутониевых производств предприятий ядерно-оружейного комплекса (ЯОК) является отсутствие способов оценки поступления актинидов в организм человека через кожные покровы, которые имели бы высокую оперативность и низкую стоимость, что позволило бы проводить такую оценку в массовом масштабе. Кроме того, необходим контроль не только в нестандартных ситуациях, таких как раневые поступления, при которых радионуклиды могут достаточно быстро мигрировать, а могут и долговременно оставаться в ране, но и в штатном режиме при повседневном оперативном контроле, поскольку своевременное обнаружение инкорпорированной активности с подкожным залеганием радионуклидов позволит снизить их негативное воздействие на организм и своевременно начать мероприятия по выведению актинидов из него.
Известно несколько способов контроля активности радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала.
Например, методика измерения глубины залегания плутония при раневом поступлении на участке спектра от 7 до 28 кэВ гамма-излучения. Непрерывный участок спектра разделяют и определяют глубину залегания и величину суммарной активности изотопов плутония-238, плутония-239 и плутония-240 в ране [Исаков А.П. и др. Спектрометр излучений человека для определения содержания плутония и америция в некоторых органах и тканях человека. VIII Международное совещание. Проблемы прикладной спектрометрии и радиометрии ППСР-2004. / Юрмала, Латвия, 2007, с. 8-9].
Недостатки способа:
- высокий предел обнаружения по суммарной активности - с 2500 Бк;
- необходимость использования сложной подготовки пробы;
- высокая стоимость;
- низкая оперативность.
Известен способ определения поступления радионуклидов в организм по результатам измерений на счетчиках излучения человека гамма-квантов, испускаемых радионуклидами. Этот способ взят за прототип настоящего изобретения. Суть метода заключается в том, что, используя заранее полученные градуировочные коэффициенты внутрикожного и глубинного загрязнений, на основании проведенного измерения загрязнения рассчитывают поступление радионуклидов в организм персонала. Значения градуировочных коэффициентов вычисляют по результатам измерений антропоморфных тканеэквивалентных фантомов, содержащих радионуклиды с известной активностью [Е.В. Одинцов, И.А. Терновский и др. Экспресс-метод определения пожизненного содержания Pu-239, Pu-240 и Am-241 в легких человека с помощью СИЧ при наличии внутрикожного загрязнения тела радионуклидами. Дозиметрический и радиометрический контроль при работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений: (Методическое руководство). Радиометрия проб. / М.: Энергоатомиздат, 1981, с. 101-106].
Недостатки способа:
- сложная конструкция антропоморфных тканеэквивалентных фантомов;
- низкая оперативность;
- высокая стоимость.
Задачей изобретения является повышение оперативности, снижение предела обнаружения активности радионуклидов, упрощение проведения контроля и снижение его стоимости, что позволит применять его на производственной базе предприятий в целях массового оперативного радиационного контроля.
Предлагаемый нами способ определения активности радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, основан на результатах измерения объектов радиационного контроля с использованием типового радиометра (радиометра-дозиметра) и гамма-спектрометра, что на порядок удешевляет этот процесс. Причем минимально детектируемая активность не превышает 3 Бк (для радионуклида Am-241). Этот способ позволяет в течение 10-15 минут принять решение о необходимости применения медикаментозных средств и эвакуации персонала в медицинское учреждение, что также почти на порядок позволяет повысить оперативность контроля.
Кроме того, значение градуировочного коэффициента рассчитывается по результатам измерения пробы с конкретного рабочего места и не требует изготовления сложных антропоморфных тканеэквивалентных фантомов.
Способ осуществляется следующим образом. Проводим подготовку средств измерения (СИ) и проведение измерений согласно инструкциям по эксплуатации (ИЭ) на эти СИ. Затем измеряем на гамма-спектрометре уровень загрязнения кожных покровов руки и одновременно отбираем пробы (сухой мазок и др.) для определения градуировочного коэффициента, учитывающего изотопный состав актинидов, инкорпорированных в кожные покровы рук.
После этого проводим измерение проб на гамма-спектрометре и типовом радиометре для расчета градуировочного коэффициента.
Расчеты проводим по следующим формулам:
где A - активность радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, Бк;
-1
Δ - скорость счета на гамма-спектрометре при определении уровня загрязнения кожных покровов руки, имп.⋅мин;
-1
-1
К - градуировочный коэффициент, учитывающий изотопный состав актинидов, инкорпорированных в кожные покровы руки, имп.⋅мин⋅Бк.
Скорость счета на гамма-спектрометре Δ вычисляют по формуле
р
-1
где n - скорость счета на гамма-спектрометре от поверхности кожного покрова руки, имп.⋅мин;
ф
-1
n - фоновая скорость счета на гамма-спектрометре в месте проведения измерений, имп.⋅мин.
Градуировочный коэффициент К вычисляют по формуле
м
-1
где n - скорость счета от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте, определенная на гамма-спектрометре, имп.⋅мин;
р
К - переводной коэффициент от единиц измерения радиометра в Бк;
мр
-1
n - скорость счета на радиометре от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте, имп.⋅мин;
фр
-1
n - фоновая скорость счета на радиометре в месте проведения измерений, имп.⋅мин.
Формула расчета активности радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, принимает следующий вид:
где A - активность радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, Бк;
р
-1
n - скорость счета на гамма-спектрометре от поверхности кожного покрова руки, имп.⋅мин;
ф
-1
n - фоновая скорость счета на гамма-спектрометре в месте проведения измерений, имп.⋅мин;
р
К - переводной коэффициент от единиц измерения радиометра в Бк;
мр
n - показания радиометра от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте;
фр
n - показания фона радиометра в месте проведения измерений;
м
-1
n - скорость счета от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте, определенная на гамма-спектрометре, имп.⋅мин.
Пример
Определение активности радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала на плутониевом производстве, с применением типового радиометра ДКС-96 и установки РИРГ-102 (гамма-спектрометр).
Измерение проб и фона средств измерения в месте проведения контроля проводили следующим образом.
Подготовили средства измерения (СИ) и провели измерения согласно инструкциям по эксплуатации (ИЭ) на эти СИ.
ф
фмдкс
-1
-1
-2
Измерили фон средств измерения вместе проведения контроля пробы n - на установке РИРГ-102 в имп.⋅мин. и n - радиометром ДКС-96 в част.⋅мин.⋅см.
м
мдкс
-1
-1
-2
Взяли пробу сухим мазком с конкретного рабочего места и измерили ее на СИ: n - на установке РИРГ-102 в имп.⋅мин. и n - на радиометре ДКС-96 в част.⋅мин.⋅см.
Приготовили прямоугольные листки (3×4 см) из фильтровальной бумаги, используемой в качестве сорбента.
Для снятия мазка бумагу прижимали к загрязненному участку большим пальцем и поворачивали ее на поверхности вокруг оси пальца на 180°.
2
2
Протирали поверхность площадью 2 см, прижимая сорбент к ней с одинаковым усилием (0,2÷0,5 кг⋅с/см).
-1
-2
Осуществляли перевод част.⋅мин.⋅см в Бк для ДКС-96.
мдкс
фмдкс
дкс
2
Измеренную величину n радиоактивного загрязнения (РЗ) мазка за вычетом фона n умножали на площадь S датчика радиометра ДКС-96 равную 70 см, умножали на переводной коэффициент 2 от част. в расп. и делили на переводной коэффициент 60 от мин в с.
р
-1
-2
Переводной коэффициент К от част.⋅мин.⋅см в Бк после всех этих действий принимает значение равное 2,3.
Проводили расчет градуировочного коэффициента К по формуле
м
-1
где n - скорость счета от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте, определенная на гамма-спектрометре, имп.⋅мин;
-1
-2
2,3 - переводной коэффициент радиометра от част.⋅мин.⋅см в Бк;
мдкс
n - показания радиометра от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте;
фдкс
n - показания фона радиометра в месте проведения измерений.
Скорость счета на установке РИРГ-102 при определении уровня загрязнения руки пострадавшего рассчитывали по формуле
р
-1
где n - скорость счета на установке РИРГ-102 при определении уровня загрязнения кожного покрова руки, имп.⋅мин;
ф
-1
n - фоновая скорость счета на установке РИРГ-102 в месте проведения измерений, имп.⋅мин.
Активность радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, рассчитывали по формуле
Результаты вычислений представлены в таблице.
Таким образом, разработан экспресс-способ, позволяющий выполнять оперативное и надежное обнаружение радионуклидов, инкорпорированных в кисти рук персонала через раневые повреждения и микротравмы кожи, без существенных финансовых затрат и с использованием стандартных средств измерения, а также с простой системой подготовки проб для определения градуировочных коэффициентов.