1.4.8 Измерение поверхностного загрязнения

Прямой метод контроля радиоактивной загрязненности поверхностей.

Прямой метод контроля радиоактивной загрязненности поверхностей с помощью СИТ весьма оперативен и используется при контроле больших площадей или при проведении радиационной разведки в помещениях и на территории для обнаружения локальных загрязненностей кожных покровов персонала и спецодежды, в спецпрачечных для разбраковки спецодежды по категориям, а также контроля чистоты после стирки.

Более детальное измерение характера распределения загрязненности, а также оценка нефиксированной загрязненности, являющееся основным источником радиационной опасности, проводятся методом «мазков».

Методика измерения радиоактивного загрязнения заключается в размещении блока детектирования в непосредственной близости (не более 1 см) от обследуемой поверхности для измерения b-загрязненности и вплотную (не более 0,5 см) дляa-загрязненности с последующим расчетом по формулам (1.22), (1.23).

Таблица 1.14 Переходные коэффициенты для различных типов радиометров при прямом методе измерений

Примечания:

1 Формулы (1), (2) используют для расчета поверхностной активности только при площади радиоактивного загрязнения больше (равной) площади чувствительной части датчика.

2 Метод прямых измерений нельзя применять в случаях повышенного фона гамма-излучения, из-за внесения дополнительных погрешностей. При наличии последнего следует убедиться, что фон создается именно исследуемой поверхностью, а не отраженным или рассеянным излучением (или излучением от близлежащего оборудования). К примеру, радиометр КРАБ-3 обеспечивает измерение загрязненности поверхности по a-излучению при наличии внешнего фона γ-излучения от источника⁶⁰Со мощностью экспозиционной дозы до 0,5 Р/ч. При этом дополнительная погрешность не превышает ±5%.

Измерение уровней загрязненности поверхностей сложной конфигурации.

В практических условиях возникает необходимость в определении уровней загрязненности не только плоских поверхностей, но и поверхностей более сложной конфигурации, например, цилиндрических или сферических и различных геометрических размеров. В этом случае датчиком СИТ нельзя непосредственно определить уровень загрязненности.

Для определения a- илиb-загрязненности таких поверхностей можно пользоваться общим выражением:

S_д

J = (N₂- N₁) · K · ------- , (1.23)

S_эф

где N₂- скорость счета импульсов при расположении датчика вплотную к измеряемой поверхности;

N₁- скорость счета импульсов при удалении датчика от измеряемой поверхности на расстоянии 3-4 см;

K - коэффициент перехода (таблица 1.14);

S_д- площадь датчика, см²;

S_эф- эффективная площадь измеряемой поверхности, см².

За величину S_эфследует принимать площадь проекции измеряемой поверхности на плоскость входного окна датчика, так как бета-частицы, испускаемые с поверхностей, расположенных под большим углом к окну датчика, попадают в детектор из меньших телесных углов и регистрируются с меньшей вероятностью. Одновременно более наклонные участки поверхности дают и меньшую площадь проекции. В общем виде формула (2) не является строго обоснованной и может служить только для ориентировочного определения загрязненности поверхности.

Для более точного определения загрязненности поверхностей сложной конфигурации используют метод «мазков».

Измерение радиоактивной загрязненности поверхностей методом «мазков».

Метод мазков - это способ измерения уровней радиоактивной загрязненности поверхностей путем определения активности снятой с контролируемой поверхности контактным путем на сорбент.

Измерение радиоактивной загрязненности методом мазков является наиболее показательным для оценки опасности, которую могут представлять загрязненные радиоактивными веществами поверхности как источники внутреннего облучения.

Метод «мазков» дает:

- в первую очередь, возможность непосредственного измерения нефиксированной активности, т.е. того радиоактивного вещества, которое может переходить контактным путем на обувь, спецодежду, участки тела персонала;

- возможность измерения радиоактивного вещества, которое поступает в воздух рабочих помещений из-за сдувки потоками воздуха, образуемого при движении людей, работы вентиляции и при выполнении тех или иных технологических операций.

Метод мазков для измерения уровней загрязненности поверхностей рабочих помещений, тары, транспорта используют в первую очередь в тех случаях, когда более существенным является оценка нефиксированной загрязненности. Кроме того, метод мазков применяют при наличии в помещениях значительного гамма-фона, когда загрязненность альфа или бета-активными веществами не может быть определена непосредственно прямыми измерениями при помощи СИТ. В ряде случаев, когда представляется затруднительным или невозможным приблизить датчик к измеряемой поверхности, или к отдельному загрязненному участку, используют также метод мазков даже при относительно малом фоне гамма-излучения.

Метод мазков считается полуколичественным методом определения уровней загрязненности поверхностей радиоактивными веществами, т.к. отбор мазков с загрязненной поверхности вручную без помощи какого-либо механического устройства не обеспечивает достаточной воспроизводимости результатов из-за постоянно меняющегося давления на поверхность и отсутствия строгой фиксации площади, с которой отбирается мазок.

Уровень радиоактивной загрязненности поверхности в месте пробоотбора в част/(см²·мин) определяется по формуле

A

J = ----------- , (1.24)

Р · S

где S - площадь, с которой отобран мазок, см²;

A - поток альфа или бета - частиц от пробы в телесном угле 2p, част/(см²·мин);

P - коэффициент снятия мазка, т.е. доля активности, перешедшая с отбираемой площади на сорбент контактным путем (таблица 1.14).

Экспериментально показано, что коэффициент снятия мазка практически не зависит от материала, которым отбирается мазок (марля, вата, вафельная ткань).

В таблице 1.15 приведены коэффициенты снятия для различных мазков, взятых с поверхностей из нержавеющей стали, пластиката, алюминия и метлахской плитки.

Таблица 1.15Коэффициенты снятия для различных методов снятия мазка

Примечание:

- коэффициенты нельзя применять для пористых материалов (бетон, кирпич и т.д.).

- среднее значение коэффициента снятия сухого мазка Р = 0,2.

- для повторных мазков с одного и того же места (вплоть до 5-ти кратных) Р = 0,2 + 0,02, т.е. по активности первичного мазка можно судить достаточно точно об уровне нефиксированной активности на загрязненной поверхности.

Контроль радиоактивной загрязненности поверхностей методом мазков можно разделить на следующие этапы:

- подготовка к взятию мазка,

- отбор проб при помощи мазка;

- измерение активности отобранной пробы;

- определение уровня загрязненности.

Для массового отбора проб методом влажных мазков следует предварительно приготовить тампоны размером (5х4) см и толщиной 1¸1,5 см из марли, ваты и любой полотняной материи. Затем эти тампоны смочить в спирте, воде или заранее приготовленном 1¸1,5н растворе азотной кислоты. Заготовленный материал укладывается в конверты из кальки, в полиэтиленовую сумку с карманами типа планшета или пластмассовый поддон с несколькими отделениями.

Для снятия сухих мазков приготавливают листки фильтровальной бумаги (3х4) или (5х5) см.

Процедура отбора пробы методом мазков состоит в следующем:

Для снятия сухого мазка фильтровальную бумагу стандартных размеров прижимают к загрязненному участку и дважды протирают его.

При использовании влажных мазков при помощи трафарета из проволоки или каким-либо другим методом фиксируют площадь, с которой должен быть отобран мазок. Затем увлажненный и отжатый тампон прижимают к углу контролируемого участка поверхности и проводят им параллельно одному из краев, последовательно переставляя тампон так, чтобы пройти им один раз в одном направлении по всей поверхности. Повторяют операцию, прижимая тампон к поверхности тем же местом, но перемещая его перпендикулярно первому направлению движения тампона.

После взятия мазка тампон складывают загрязненной поверхностью внутрь в конверт из кальки и складывается обратно в полиэтиленовую сумку с карманами типа планшета или пластмассовый поддон с несколькими отделениями с последующим измерением на соответствующем СИТ.

Загрязнение поверхностей обычно определяют как среднее значение по пяти точкам на площади 1 м²(места отбора располагаются по углам квадрата и в центре).

Мазки берутся с поверхности площадью 100 см². Если мазок невозможно взять с указанной поверхности, его берут с площади, кратной 100 см²(50 см², 25 см²и 10 см²) с последующим увеличением результатов в 2, 4, 10 раз (пересчет на площадь

1 см²).

Следует иметь в виду, что недостатком сухого мазка является большой разброс в показаниях.

Кислотные мазки допускаются в крайних случаях, т.к. кислота разъедает внешний слой ряда поверхностей, а результат измерений может искажаться за счет смешения фиксированного и нефиксированного загрязнения.

На основе результатов измерения активности мазка можно судить об уровне нефиксированной загрязненности участка поверхности, с которого был отобран мазок. По формулам (1.22), (1.24) можно оценить общий уровень загрязненности данного участка с точностью, с которой определен коэффициент снятия мазка.

В целях упрощения расчета проб при стандартной площади взятия мазка в 100 см²и для разных видов мазков (сухой, увлажненный водой и спиртом) коэффициенты пересчета (для формул (1.22), (1.23)) для различных типов детекторов сведены в таблицу 1.16.

Таблица 1.16 Коэффициенты пересчета (множители) для обсчета проб мазков при различных видах детекторов.

При обсчете проб с целью повышения достоверности результатов измерения и отсечения гамма - составляющей загрязнения, измерения выполняются в два этапа:

1этап: с крышкой-фильтром, одетой на окно блока детектирования - определяется значение от фонового гамма - излучения.

2этап: без крышки-фильтра - определяется суммарное значение от гамма- и альфа или бета- излучений. Истинное значение бета - загрязненности определяется как разность показаний второго и первого измерений.

Радиометры КРАБ-3, КРБ-1, КРА-1 имеют штатные крышки-фильтры (экраны). В радиометре КРАБ-3 показания от гамма - фона автоматически вычитаются из общих показаний «гамма + бета», для чего в блоке детектирования бета - излучения два счетчика из четырех закрыты экраном, поэтому измерение бета - излучения с присутствием гамма-излучения более 1,8 мР/ч необходимо проводить с защитным экраном. Дозиметр-радиометр МКС-У имеет штатный отсечной экран (шторку).

Для примера ниже приведена рабочая инструкция ГП «ВостГОК» по радиационному контролю транспортных средств.

И Н С Т Р У К Ц И Я

по радиационному контролю автомобильного и железнодорожного транспорта,

перевозящего смолу насыщенную, хвосты кучного выщелачивания и кек УШОВ.

Настоящая инструкция разработана на основе требований нормативных доку­ментов: НРБУ-97, ОСП ОРБУ, СП 86-118, ПБПРМ-2006 и предусматривает по­рядок, последовательность и периодичность выполнения работ по радиационно­му контролю (РК) автомобильного и арендованного железнодорожного подвиж­ного состава (полувагонов), выходящего за пределы контролируемой зоны ра­диационно-опасных объектов Восточного горно-обогатительного комбината по­сле его загрузки смолой насыщенной или же отходами горного производства в виде хвостов кучного выщелачивания, кека УОШВ (установок по очистке шахт­ных вод) отправителем - шахтами комбината и выгрузки, с последующей дезак-тивавацией транспортных средств, на территории ГМЗ (грузополучатель).

В соответствии с требованиями нормативных документов:

• значение мощности эквивалентной дозы на боковой поверхности цистерны, по­лувагона, загруженных данными материалами не должно превышать 10 мЗв/час, а на расстоянии 2м- О,1 мЗв/час (п.7.22 ПБПРМ) и 12,0 мкЗв/час - в кабине водителя;

• значение мощности эквивалентной дозы в любой точке, находящейся на расстоянии 0,1 м от поверхности транспортного средства , не должно превышать 1,0 мкЗв/час при условии отсутствия радиоактивных веществ после выгрузки (п.7.9 ПБПРМ);

• значение общей альфа-загрязненности поверхностей транспортного средства не должно превышать 10 част./(мин см²) (4,0 Бк/см² - п. 7.4) ПБПРМ);

- "снимаемое" нефиксированное альфа-загрязнение боковых поверхностей транспортных средств, хребтовой балки и колесных пар не допускается

Примечание: приведенные значения соответствуют более жестким нор­мативным требованиям в связи с тем, что транспортируемые материалы, в своей основе, является альфа-излучающим радиоактивным материалом.

Действие настоящей инструкции распространяется на подразделения комби­ната, выполняющие работы по отгрузке данных материалов для его последую­щей переработки, разгрузки и дезактивации подвижного состава (транспортных средств).

Технологические операции по погрузке, разгрузке и дезактивации не рас­сматриваются в данной инструкции, но качество выполнения данных операций должно быть отражено в соответствующих инструкциях и положениях.