9.3 Источники ионизирующих излучений

Источник ионизирующего излучения - радиоактивное вещество или устройство, испускающее или способное в определенных условиях испускать ионизирующее излучение.

Согласно НРБ-99 и ОСПОРБ-99 на рис. 9.5 приведена классификация источников ионизирующего излучения, в соответствии с которой из множества природных и искусственных источников выделены четыре категории определения природного и техногенного источников даны НРБ-99, а понятии исключенного и изъятого из области регулирования источника неявно присутствуют в п. 1.4. норм и полностью соответствуют международным определениям. Отнесение источников к определенному классу зависит от управляемости и потенциальной опасности источника, опасности облучения при выходе такого источника из под контроля. В соответствии с приведенной классификацией требования НРБ-99 и ОСПОРБ-99 не распространяются на источники ионизирующего излучения, обучением которых невозможно управлять и источники, создающие при любых условиях обращения с ними тривиальные ущербы.

ТИП	КЛАСС	ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Искусственный Природный	ИЗЪЯТЫЙ	Источник, создающий при любых условиях обращения с ним тривиальные ущербы (дозы)
	ТЕХНОГЕННЫЙ	Источник ионизирующего излучения специально созданный для его полезного применения или являющийся побочным продуктом этой деятельности, на который распространяется действие норм и правил
	ПРИРОДНЫЙ (не техногенный)	Источник ионизирующего излучения природного происхождения, на который распространяется действие норм и правил
	ИЗЪЯТЫЙ	Источник, создающий при любых условиях обращения с ним тривиальные ущербы (дозы)
	ИСКЛЮЧЕННЫЙ	Источник, облучением которого невозможно управлять

Рис. 9.5 Классификация источников ионизирующего излучения. Серым цветом выделена область регулирования радиационной безопасности

Природные (не техногенные) источники ионизирующего излучения существуют с момента образования планеты. К ним относятся космическое излучение и естественно – радиоактивные нуклиды (ЕРН), содержащиеся в земной коре и объектах окружающей среды.

Эффективная доза, создаваемая космическими излучениями на уровне моря, составляет 0,32 мЗв в год.

Есть основания полагать, что на заре формирования нашей планеты в земной коре имелись радионуклиды практически всех химических элементов, но до настоящего времени сохранились в заметных количествах те радионуклиды, которые обладают большими периодами полураспада, в первую очередь, такие как калий -40 (Т_1/2 = 1,3 млрд. лет), уран - 238 (Т_1/2 = 4,5 млрд. лет), уран -235 (0,7 млрд. лет) и торий -232 (14 млрд. лет).

Основной вклад во внешнее облучение людей излучением естественных радионуклидов, содержащихся в почве, вносят калий - 40, а также радий и его радиоактивные продукты распада.

Для 95 % населения земного шара годовая эффективная доза внешнего облучения, обусловленная гамма - излучением естественных радионуклидов, составляет в среднем 0,35 мЗв. Мощность эффективной дозы от природных источников на территории России находится в пределах 0,05-0,12 мкЗв/ч.

Эффективная доза внутреннего облучения, формируемая естественными радионуклидами (калием -40, полонием - 210, радием и продуктами его распада), составляет примерно 0,33 м Зв.

В процессе использования той или иной технологии человеком возможно локальное изменение распределения естественных источников радиации, что повышает уровень облучения (природные (техногенные) источники излучения).

Такое повышенное облучение возникает:

• при полетах на самолете;

• в результате выбросов естественных радионуклидов при сжигании ка­менного угля и природного газа;

• при использовании фосфорных удобрений в сельском хозяйстве и про­дуктов переработки фосфоритов в промышленности (фосфориты содер­жат продукты распада урана -238).

Дополнительное облучение от рассмотренных источников в глобальных масштабах пока еще не велико и составляет около 2% от годовой эффективной дозы, обусловленной естественным радиационным фоном. Однако при некоторых видах человеческой деятельности для отдельных контингентов этот вклад может стать существенным по сравнению с естественным фоном. В частности это касается увеличения применения фосфатных удобрений, использования фосфогипса в строительстве, отвалов урановой руды в дорожном строительстве и т.д.

Дополнительное облучение человека наблюдается также вследствие его пребывания в помещении. Основным радиоактивным элементом, накапливающимся в помещении, является радон, поступающий из почвы, из используемой воды и природного газа. Эффективная доза, обусловленная накоплением радона в помещениях, составляет 1,6 мЗв в год.

Искусственные (техногенные) источники излучения - это источники ионизирующего излучения, созданные самим человеком (рентгеновские аппараты, ускорители, ядерные реакторы, термоядерные установки, искусственно - радиоактивные радионуклиды). По мере расширения масштабом использования атомной энергии число таких источников и их мощность растут.

Что касается такого глобального техногенного источника радиации, как радионуклиды (в основном цезия -137, стронция - 90), выпадающие на поверхность Земли из стратосферы, где они накопились в результате испытаний атомного оружия, то их вклад в настоящее время составляет 1...2 % .

От естественного фона. В период интенсивных испытаний атомного оружия в воздухе эквивалентная доза, обусловленная глобальными выпадениями достигала 0,6...0,7 мЗв/год. Снижению роли этого фактора способствовало запрещение в 1963 г. испытаний атомного оружия в трех средах (атмосфере, под водой и в космосе).

После Чернобыльской катастрофы особое внимание уделяется такому техногенному источнику, как атомные электростанции. Однако опыт эксплуатации АЭС показывает, что при нормальной работе атомных реакторов радиоактивные выбросы настолько малы, что даже вблизи АЭС практически невозможно обнаружить повышенные, по сравнению с естественным фоном, уровни радиации.

Источники ионизирующих излучений применяются не только при производстве ядерной энергии и ядерного оружия, но и для решения многих научных и производственных задач. Применение некоторых из них в отдельных отраслях промышленности указано в табл. 9.6.

Таблица 9.6

Источники ионизирующих излучений, применяемые в некоторых отраслях промышленности

Виды работ	Перечень задач	Источник излучения	Регистрируемое излучение
Машино-, аппарато- и приборостроение	Дефектоскопия и рентгено-структурный анализ	Ускорители, , , , Бетатроны с энергией от 6 до 35 МэВ	Х-лучи, β нейтроны
Эксплуатация строительных машин, строительство трубопроводов	Исследования износа деталей машин, выявление дефектов при сварке, контроль плотности строительных конструкций. Определение влажности грунтов и стройматериалов	, , , , , , , , , , , и др.	α, β, γ, X-лучи
Бурение нефтяных и газовых скважин	Контроль за движением бурового раствора по колонне и цемента в затрубном пространстве, исследовательские работы, обнаружение трещин и раковин в оборудовании и др.	Искусственные источники α и β излучений: , , , , , Радиоактивные изотопы , , и др.	α, β, α ,β, γ
Геофизические исследования нефтегазовых скважин	Комплекс промыслово-геофизические исследования для получения информации о разрезе путем измерений уровней и спектров излучений. Наладка ядерно-геометрической аппаратуры	, , , , нейтроны, бериллиевый и радий-берилливый источник Искусственные источники гамма- излучения: , , , , Изотопные нейтронные источники, генераторы нейтронов, ядерный реактор	α, β, γ, нейтроны γ нейтроны, γ

В качестве примера на рис. 9.7 приведена модель воздействия естественных и искусственных источников ионизирующего излучения на работников при добыче и подготовке нефти в нефтегазодобывающем управлении (на площадке установки подготовки нефти и площадке насосов и труб поддержания пластового давления).

Рис.9.7. Модель воздействия радионуклидов на работников при добыче и

подготовке нефти.

Оборудование, здания и сооружения обозначены цифрами: 1 - Колодец промышленного стока; 2 - насос поддержания пластового давления (ППД); 3 - скважина ППД; 4 -трубопровод ППД; 5 — производственное помещение; 6 — траспортно-технологические машины; 7 - отстойник (РВС).

Цифрами в сером кружке обозначен механизм накопления и перераспределения радионуклидов: 1 - выделение радионуклидов из пластовой воды; 2 - попадание радионуклидов в грунт в местах протечки пластовой воды, россыпи нефтешлама, местах размещения в земляных амбарах (в прошлые годы); 3 - образование отложений, содержащих радионуклиды на стенках трубопроводов, насосов, арматуры; 4 - выделение радона из отложений, нефтешлама, грунта, пластовой воды, попутного газа; 5 — образование консистентных нефтегиламов в емкостном оборудовании с малым содержанием радионуклидов; б - образование сыпучих нефтешламов в емкостном оборудовании с повышенным содержанием радионуклидов', 7 — россыпь сыпучих и пролив консистентных нефтешламов на грунт, осаждение аэрозолей.

Радиационный фактор: Ф1 — внешнее гамма — облучение от нефтешлама через стенки оборудования; Ф2 - внешнее гамма - облучение от загрязненного грунта площадки; ФЗ — внешнее гамма — облучение в производственном помещении с повышенным

фоном; Ф4 - внешнее гамма - облучение от открытого нефтешлама при зачистке и ремонте оборудования; Ф5 - внешнее бета - облучение от открытого нефтешлама; Ф6 - внутреннее альфа-, бета - и гамма - облучение радоном, тороном и их дочерними продуктами; Ф7 - внутреннее альфа-, бета - и гамма - облучение радионуклидами от вдыхаемой пыли; Ф8 — внутреннее альфа-, бета - и гамма — облучение радионуклидами через загрязненные руки.