СП 1138-73 (ДНАОП 0.03-1.60-73) Санітарні правила будови і експлуатації потужних ізотопних бета-установок

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР
ГЛАВНОЕ САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА
УСТРОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МОЩНЫХ ИЗОТОПНЫХ БЕТА-УСТАНОВОК

Москва 1974

УТВЕРЖДАЮ Заместитель Главного государственного санитарного врача Союза ССР А. И. Заиченко 27 декабря 1973 г. № 113873

САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА*
УСТРОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МОЩНЫХ ИЗОТОПНЫХ БЕТА-УСТАНОВОК

Введение

Настоящие правила составлены в развитие «Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» № 950-72 (ОСП-72) и в соответствии с «Нормами радиационной безопасности» № 821-А-69 (НРБ-69).

Правила являются обязательными для всех учреждений предприятий, проектирующих, строящих и эксплуатирующих мощные изотопные бета-установки (см. приложение 1).

Правила распространяются на мощные бета-установки промышленного, полупромышленного и исследовательского типов, предназначенные для проведения радиационнохимичеких процессов, лучевой стерилизации, медико-биологических исследований и т п.

Действие настоящих правил не распространяется на установки и устройства, в которых источники бета-излучения (независимо от их активности) используются для контроля технологических процессов, снятия электростатических зарядов, генерации электромагнитного излучения, а также в качестве источника тока.

Ответственность за выполнение настоящих Правил возлагается на руководство учреждений (предприятий), министерств и ведомств.
____________
* Настоящие правила разработаны сотрудниками Всесоюзного Центрального научно исследовательского института охраны труда ВЦСПС, научноисследовательского физико-химического института им Л. Я Карпова и Центрального ордена Ленина института усовершенствования врачей МЗ СССР.

1. Общие положения I 

1.1. Основными факторами, определяющими степень возможного радиационного воздействия при эксплуатации мощных бета-установок являются:

а) потоки бета-излучения на рабочих местах,

б) потоки сопутствующего, примесного и тормозной электромагнитных излучений на рабочих местах;

в) поверхностная загрязненность помещений и оборудивання радиоактивными бета-излучателями;

г) наличие в воздухе рабочих помещений радиоактивных аэрозолей.

1.2. К нерадиационным источникам вредных воздействия относятся:

а) озон и окислы азота, образующиеся в результате об-лучения воздуха;

б) токсичные вещества, поступающие в воздух помещении из облучаемых объектов;

в) взрыве- и огнеопасные вещества, облучаемые на установке, или продукты, образующиеся в процессе облучения

1.3. Устранение радиационных и других вредностей при эксплуатации мощных бета-установок обеспечивается комплексом конструкционных, планировочных и организационно технологических решений.

1.4. По назначению мощные бета-установки подразделяются на две группы:

I группа установки промышленного, полупромышленного и исследовательского типов, на которых предусмотрен -возможность облучения коррозионно-активных объектов

II группа установки промышленного и исследовательского типов, предназначенные для облучения веществ, не вызывающих активной коррозии металлов.

Примечание. Облучение взрывоопасных веществ допускается по специальному разрешению в количествах и при условиях, исключающие возможность повреждения облучателя при возникновении взрыва.

1.5 В зависимости от проектной мощности все установи разделяются на три категории:

1 категория активность облучателя более 104 кюри.

2 категория активность облучателя от 5 • 102 до 104 кюри.

3 категория активность облучателя до 500 кюри,

Примечание. Указанные уровни активности даны для изотопов радио-токсичности группы «А» (5 ,, 90); при использовании изотопов друге степени радиотоксичности активность облучателя соответствующей категории может быть увеличена в соотношении СДКх/СДК 5Ч 90, где

СДК предельно допустима концентрация данного изотопа в воздухе рабочих помещений Содержание У 90 не учитывается Основные радиационно-физические константы некоторых распространенных бета-изотопов приведены в приложении 2

1.6. Проекты вновь разрабатываемых, строящихся или реконструируемых установок подлежат обязательному согласованию с Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР (ГСЭУ МЗ СССР) и Государственным комитетом по использованию атомной энергии СССР (ГКИАЭ).

1.7. Установки до начала их эксплуатации должны быть приняты комиссией в соответствии с требованиями ОСП-72.

1.8. Для зарядки мощных бета-установок могут быть использованы только бета-источники, технические условия к которым согласованы с ГСЭУ МЗ СССР и ГКИАЭ.

1.9. Лица, занятые зарядкой и перезарядкой облучавши, управлением установкой в процессе эксплуатации, ре-монтно-профилактическими и аварийными работами «а время их проведения, относятся к категории А, группе «а» по классификации НРБ-69.

1.10. Персонал, занятый подготовкой объектов к облучению, наблюдению за ходом облучения по показаниям приборов, исследованием облученных объектов и т. п., относятся к категории лиц, непосредственно не связанных с работой с источниками ионизирующих излучений (категория А, группа «б» по классификации НРБ-69).

1.11. К работам, перечисленным в п. 1 9. настоящих «Правил», допускаются лица не моложе 18 лет после предварительного медицинского освидетельствования при отсутствии медицинских противопоказаний, приведенных в приложение к ОСП-72. В дальнейшем медицинское освидетельствование проводится 1 раз в год.

1.12. Женщины должны освобождаться от работы на установке на весь период беременности.

1.13. На основании настоящих Правил разрабатываются остальные инструкции по технике безопасности при обслуживании установок с учетом особенностей конструкции и проводимых работ. Инструкция утверждается администрацией учреждения (предприятия).

1.14. Ответственность за (безопасность работ на установках несет администрация учреждений (предприятий) и руководители работ.

Перед началом эксплуатации установок все работающие на них лица должны быть обучены безопасным методам работы, знать правила пользования санитарно-техническими устройствами, защитными приспособлениями и правила личной гигиены, а также сдать администрации соответствующий- техминимум. Повторная проверка знаний должна проводиться один раз в год. Лица, привлекаемые к разовой или временной работе на установках, должны быть ознакомлены инструкцией по технике безопасности.

2. Требования к размещению мощных бета-установок

2.1. Установки 1 категории, как правило, должны размещаться в отдельно стоящих зданиях

Проведение каких-либо работ, >не связанных с эксплуатацией и обслуживанием установок, в этих зданиях не допускается.

Примечание. В виде исключения допускается размещение вышеуказанных бета-установок в производственных зданиях, если это обусловлено непрерывностью технологического процесса В этих случаях помещение бета-установки должно быть изолировано от других помещений здания капитальными стенами и перекрытиями и иметь отдельный вход Конструкция установки должна обеспечивать целостность защиты облучателя установки в случае какой-либо аварии в смежных помещениях

2.2. Установки 2 и 3 категорий могут располагаться в производственных зданиях: установки 2 категории на первом или цокольном этажах (желательно в пристройке), установки 3 категории на любом этаже зданий, выполненных из несгораемых конструкций и способных выдержать вес установки. При этом помещения установок должны иметь отдельный вход и независимую систему вентиляции.

2.3. Пульт управления установками в зависимости от их конструкций может располагаться в отдельном помещении или непосредственно на установке.

2.4. Для установок 1 и 2 категории должно быть предусмотрено специальное помещение, оборудованное для проверки герметичности бета-источников, их поверхностных загрязнений, а также для временного хранения рабочего комплекта бета-источников.

Для установок 3 категории проверка бета-источников на герметичность и поверхностную загрязненность может проводиться в помещении операторской с помощью стандартного лабораторного оборудования (боксы, защитные экраны, дистанционные захваты). Эти работы для установок всех категорий проводятся под постоянным дозиметрическим контролем.

2.5. Для установок 1 и 2 категорий должно быть предусмотрено

а) помещение для хранения и переодевания средств индивидуальной защиты, необходимых для проведения ремонтно-профилактических и аварийных работ;

б) душевая пропускного типа с принудительным дозиметрическим контролем;

в) накопительные емкости для приема сбросных вод от душевой и после дезактивационных работ. Сброс сточных вод в общую канализационною сеть разрешается после радиометрического контроля при концентрации радиоактивных изотопов, не превышающих СДК для воды.

3. Конструкция установок

3.1. Предпочтительной является конструкция установок с подачей облучаемых объектов к неподвижному облучателю, в этом случае допускается незначительное перемещение облучателя для регулирования интенсивности облучения. Камера облучения должна иметь минимально возможные размеры, обусловленные технологическими требованиями.

3.2. В исключительных случаях допускается перемещение облучателя из рабочего положения в положение хранения, при этом конструкция механизма перемещения и его привода должна полностью исключать возможность ударов или повреждения облучателя.

3.3. В любом положении облучатель должен быть полностью огражден биологической защитой, исключающей проникновение ионизирующих излучений за ее пределы сверх уровней, принимаемых за безопасные (см. раздел 4).

3.4. Конструкция облучателя должна исключать возможность загрязнения его объектами облучения.

3.5. В конструкции установки должно быть предусмотрено устройство для автоматического пожаротушения (например, спринклерное и т.п.) с соответствующей системой дренажа.

3.6. Для снижения интенсивности тормозного излучения конструкции установки (облучатель, биологическая защита и т.п.), находящиеся под воздействием мощных потоков бета-излучения, должны изготовляться из радиационно-стойких материалов с возможно более малым атомным номером (графит, алюминий, карбид бора и т.п.).

4. Требования к защите

4.1. Мощность экспозиционной дозы суммарного (сопутствующего, примесного и тозмозного) электромагнитного излучения на наружных поверхностях зданий установок, в том числе и в проемах (окна, двери т. п.) не должна превышать 0,1 мр/ч. Уровень излучения в ближайших зданиях и на территории, не принадлежащей данному учреждению, не должен превышать фона, присущего данной местности, более чем на 0,03 мр/ч.

интенсивность и энергия которого и определяют необходимую толщину биологической защиты. В общем случае при эксплуатации бета-установок имеют место следующие виды электромагнитных излучений:

а) тормозное излучение, возникающее при взаимодействии быстрых электронов с электрическими полями излучающих (внутреннее тормозное излучение) или посторонних (внешнее тормозное излучение) ядер. Спектр тормозного излучения непрерывен, определяется аналитически сложными зависимостями; его форма зависит от спектра электронов (непрерывный бета-спектр или линейчатый электронов внутренней конверсии); максимальная энергия соответствует максимальной энергии бета-частиц; интенсивность зависит от энергии бета-частиц и порядкового номера вещества, в котором тормозятся электроны; радиационная мощность тормозного излучения может составлять несколько процентов от мощности бета-излучения. Источниками тормозного излучения являются: радиоактивное вещество, конструкционные материалы бета-источника, облучателя и бета-установки; облучаемые объекты и биологическая защита;

б) гамма-излучение, сопутствующее бета-распаду основного или дочернего изотопа (в том числе при изомерных переходах ), имеет линейчатый спектр, интексивность характеризуется дифференциальными и суммарной гамма-постоянными (см. приложение 2);

в) гамма-излучение примесных радиоактивных изотопов, в том числе и радиоактивных изотопов того же элемента, к которому принадлежит основной изотоп характеризуется теми же параметрами, что и в п. б), а также процентным со-I держанием (по весу, активности или мощности излучения) в основном изотопе, которое приводится в паспорте или ТУ на бета-источники.

Защита облучателей мощных бета-установок должна пре-дусматривать защитну всех видов внешнего излучения.

1. Безопасные условия работы с бета-источниками определяются по соотношению:

(Q * 3,7*107 n) / (4 R2) e -?d < 720 /t Это соотношение справедливо при условии, что выполняется экспоненциальный закон ослабления бета-частиц в защитном экране толщиной d (см), а энергия бета-частиц не превышает 10 Мэв.

? коэффициент ослабления бета-частиц в веществе (ем-1;

Q активность (мкюри);

R расстояние от источника (см),

t время работы с источником (ч/неделя);

n число бета-частиц на распад.

2 Интенсивность тормозного излучения для бета-частиц *, обладающих непрерывным спектром, определяется из соотношения.

                                    m

I?= 1,23-10-4 (Z + 3) ?n? *Е? Мзв/распад,

                                   i=1

при торможении моноэнергетических электронов:

                              m

1С = 5,77- 10-4 Z ?псi Eсi2     Мэв/распад,

                             i=1

где

      m              n

 Z=? ?i*Zi  / ? ?i Zi 

     i=1           i=1

   эффективный атомный номер вещества, в котором происходит торможение

электронов;

Формула не учитывается самопоглощения бета-частиц в источнике.

ai, доля общего числа атомов соединения, имеющих атомный номер 2, , :

n?i,nci- выход бета-частиц и моноэнергетических электронов на один распад ядра,

 E?i , Есi максимальная энергия бета-спектра и энергия электронов конверсии соответственно, МэВ,

m число линий бета-частиц или электронов конверсии в спектре изотопа

3. Мощность экспозиционной дозы тормозного излучения * в случае точечного изотропного источника определяется по формуле

P= (Q*3,7-107 * 1 * ?(ha)) /( 4лК2 *7,1 *104)

где ? (ha) линейный коэффициент истинного поглощения в воздухе, взятый для эффективной энергии ? квантов тормозного излучения см-1 ,7,1 104 энергетический эквивалент рентгена, Мэв/р,

I энергия тормозного излучения (Мэв/распад), определяемая по выше приведенным формулам *ь

Для плоскостных бета-облучателей может быть использовано выражение для расчета мощности дозы над поверхностью эквивалентного диска

4. Определяется кратность ослабления К =P /Pпду , по

универсальным таблицам для эффективной энергии Еэфф находят необходимую толщину защиты для выбранного материала. С достаточной для практических расчетов точностью можно считать, что эффективная энергия квантов тормозного излучения равна половине максимальной энергии тормозящихся бета-частиц при Емзкс <10 Мэв и одной трети максимальной энергии, если 10 Мэв > Ечакс < 30 Мэв

* Спектральные распределения энергии излучения источников, применяемых в бета-установках, приведены в сб «Радиационная техника» вып 6, 1971 г, стр. 41.

* Для расчетов можно использовать также данные справочника Л Р Кимеля и В П Машковича «Защита от ионизирующих излучений» М, Атомиздат, 1972 и работу В . Ф. Баранова в сб «Вопросы дозимет рии и защиты от излучений» Под ред Л Р Кимеля Вып 7, М, Атом издат, 1967, стр 41

Б. Расчет прохождения излучения через технологические каналы в биологической защите

Учитывая, что мощные бета-установки часто используются для облучения материалов в тонких слоях, создание непрерывного технологического процесса требует наличия в биологической защите относительно узких щелей для пропускания лент рулонных материалов или специальных транспортеров В связи с этим возникает необходимость расчета фактической мощности дозы излучения вблизи щели, либо обратная задача определения необходимой геометрик щели для того, чтобы мощность дозы на выходе из нее не превышала допустимых значений

Точный аналитический расчет таких систем чрезвычайно сложен и не применим в практических случаях.

Ниже предлагается полуэмпирическая зависимость, позволяющая в первом приближении решать поставленные задачи, полученная для облучателей, собранных из реальных (стронции-90 + иттрий-90) источников, при следующих допущениях

облучатель плоскостной прямоугольной формы,

материал конструкций и защиты алюминий, нержавеющая сталь, свинец,

технологическая щель параллельна плоскости облучателя,

ширина щели приблизительно равна ширине источника

В случаях, соответствующих приведенным допущениям, мощность дозы, определяемая нижеприведенным выражением, несколько превышает фактическую

Р= (3,43 * А * б) / 12 * ( 4е-6х +е- °25х)

где Р мощность дозы на оси щели па расстоянии х (см) от наружной поверхности защиты, мкбэр/с,

А активность облучателя по стронцию-90, кюри; б высота щели, см, t глубина щели, см

Приложение 4

Контроль содержания бета-активных аэрозолей в воздухе рабочих помещений

Метод определения концентрации радиоактивных аэрозолей основан на отборе пробы аэродисперсной фазы на эффективный аналитический фильтр с последующим измерением активности задержанного фильтром осадка с помощью радиометрического прибора.

Для проведения анализа необходимы следующие приборы и оборудование.

1. Аналитические фильтры типа АФА-РМП-20 по СТУ 3622440/11764.

2. Фильтродержатели типа «ИРА» к фильтрам АФА-РМП-20.

3. Газодувка любого типа, обеспечивающая объемную скорость воздуха, проходящего через фильтр, около 100 л/мич с прибором для определения количества воздуха, прошедшего через фильтр.

4. Радиометрический прибор для определения активности аэрозолей, осевших на фильтр.

5. Возд\ховод, соединяющий фильтродержатель со всасывающим патрубком газодувки.

Место отбора пробы должно находиться в непосредственной близи от установки (не далее 0,5 м от поверхности защиты), желательно в месте прохода технологических каналов через защиту, а также на уровне дыхания сотрудников, работающих на установке.

Анализ проводят следующим образом:

1. Радиометрическим прибором определяют внешний фон.

2. Вынимают из кассеты за выступ аналитический фильтр, помещают в фильтродержатель и плотно его закрепляют.

3. Помещают фильтродержатель с фильтром в систему пробоотбора.

4. Включают газодeвку и производят отбор пробы аэрозолей в течение определенного времени. Объемная скорость воздуха не должна превышать 100 л/мин. Количество воздуха, прошедшего через фильтр, должно быть не менее 10 м3 (при определении активности при работе ТИСС с датчиком ТЧ)

Примечание При использовании других приборов для определения активности необходимо количество воздуха, проходящего через фильтр, привести в соответствие с чувствительностью используемого прибора (определение концентраций аэрозолей на уровне СДК в воздухе рабо-ющих помещений по основному изотопу)

5. После отбора пробы вынимают фильтр за выступ из фильтродержателя и освобождают его от защитных колец, которые предохраняют фильтр от загрязнения в фильтродер-жателе и переносят его к месту измерения: радиоактивности.

6. Удерживая фильтр за выступ опорного кольца, помещают его на бумажную подложку лицевой стороной вверх и обрезают ножницами выступ.

7. Фильтр на бумажной подложке помещают под датчиком прибора и производят измерение активности задержанного осадка.

Примечание. Измерение фильтра можно проводить по частям, разделив его на несколько участков, а также после его озоления

8. По данным и результатам анализа вычисляют концентрацию радиоактивных аэрозолей по формуле:

С ф= Аф (кюри) / Vф (л)

где Аф =N ф Аэт / N эт активность задержанного фильтром осадка, кюри;

Vф количество воздуха, прошедшего через фильтр, литров;

           n

N ф= ? Ni / n - No

          i

  среднее число импульсов в мин, за- фиксированное прибором при обсчете фильтра; п число измерений;

?Ni/ n - среднее число импульсов, имп/мин; No внешний фон, имп/мин; Аэт активность эталона, кюри;

Nэт среднее число импульсов в минуту, зафиксированное прибором от эталона, имп/мин.

Примечание. В качестве эталона используется образцовый излучатель с изотопом стронций-90 + иттрий-90 согласно МРТУ 104364.

результаты измерений заносятся в дозиметрический журнал.

10. Анализ следует проводить строго соблюдая правила радиостерильности. Фильтр для предохранения его от загрязнения активностью при работе, начиная с момента извлечения его из кассеты и кончая измерением активности задержанного осадка, следует брать только за выступ колец. Нельзя допускать прикосновения рабочей поверхности фильтра к загрязненным предметам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Общие положения

2 Требования к размещению мощных бета-установок

3 Конструкция установок

4 Требования к защите

5 Требования к системам блокировки и сигнализации

6 Требования к вентиляции

7 Меры по предупреждению радиоактивных загрязнений и их ликвидация

8 Загрузка, догрузка и смена радиоактивных препаратов

9 Радиационный и профилактический контроль

10 Мероприятия по предупреждению аварий

Приложение 1. Основные определения и понятия

Приложения 2. Радиационно-физические характеристики некоторых

бета-изотопов, применяемых в бета-установках

Приложение 3. Расчет биологической защиты мощных бета-установок

Приложение 4 Контроль содержания бета-активных аэрозолей в воздухе рабочих помещений