Файл: Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 256

Скачиваний: 27

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Интенсивность рентгеновского излучения пропорциональна по­ рядковому номеру (г) элемента материала антикатода, току элек­ тронного пучка, бомбардирующего антикатод, и квадрату уско­ ряющего напряжения. Высоковольтные электровакуумные приборы (кенотроны, тиратроны, магнетроны, клистроны, разрядники), ис­ пользуемые в радиотехнических средствах, представляют со'бой свое­ го рода рентгеновские трубки, т. е. они являются источниками рентгеновского излучения. В табл. 7.4.2 приведена радиационная характеристика некоторых высоковольтных электровакуумных при­ боров, используемых в ВЧ и СВЧ установках.

В рентгенометрии облучение оценивается по мощности дозы (поглощенной или экспозиционной). Под интенсивностью излучения понимают энергию, переносимую излучением в единицу времени че­ рез единицу площади нормально расположенной поверхности. Под поглощенной дозой понимается рассчитанная на единицу массы облученного вещества поглощенная энергия излучения.

 

Т а б л и ц а 7.4.2.

Примерные значения

мощности дозы

 

рентгеновского излучения некоторых

 

электровакуумных

приборов [133]

 

Тип прибора

Мощность дозы,

мР/ч

 

ГМИ-90; ГМИ-83

1000 .

. 10 000

ГИ-2А; ГИ-4А; ГМИ-2Б;

‘100 .

. 1000

ГМИ-5; ГМИ-7; ГМИ-30;

10 .

. 100

ГМИ-83В; В1-0,03/13

ВІ-0,1/40; ВІ-0,1/30

Г1 . . .10

ТГИ-1-500/20; ТГИ-1-70/25

Под экспозиционной дозой понимается энергия квантового из­ лучения, преобразованная в кинетическую энергию заряженных ча­ стиц в единице массы образцового вещества (воздуха). Экспозици­ онная (поглощенная) доза, отнесенная к единице времени, называет­

ся мощностью экспозиционной

(поглощенной)

дозы.

Мощность

дозы Р и интенсивность излучения

f f связаны

между

собой со­

отношением P=Hmff, где Цт — так

называемый

массовый коэффи­

циент передачи энергии.

 

 

 

 

За единицу мощности экспозиционной дозы в практике рентге­

нометрии принята внесистемная

единица — рентген в секунду. Для

персонала, обслуживающего радиотехнические устройства, содер­ жащие источники возможного паразитного рентгеновского излучения, за допустимый уровень облучения приняты: 0,28 мР/ч — при 6-ча­ совом рабочем дне и 0,2 мР/ч — при 8-часовом.

Определенную степень защиты от рентгеновского излучения обеспечивает корпус (колба) самого электровакуумного прибора и стенки корпуса шкафа. Но во многих случаях величина этого ослаб­ ления оказывается явно недостаточной и приходится применять специальные дополнительные экраны. Действие экранов заклю­ чается в том, что при прохождении излучения через слой вещества

319


происходит ослабление интенсивности (мощности дозы). Для моно­ хроматического параллельного пучка излучения зависимость вели­ чины ослабления от толщины экрана носит экспоненциальный ха­ рактер:

 

 

 

 

P t

=Л>-е-1**.

 

 

 

 

 

 

 

 

где Ро — мощность

дозы

перед поглотителем

при отсутствии

за­

щиты,

Р( — мощность дозы после

слоя

поглотителя

толщиной t,

 

 

 

 

 

[х — линейный

коэффициент ослабле­

 

 

 

 

 

ния

излучения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для практических расчетов удоб­

 

 

 

 

 

но пользоваться графиками зависимо­

 

 

 

 

 

сти

п = /(<§),

приведенными на

рис.

 

 

 

 

 

7.4.2. Здесь по оси

абсцисс отложены

 

 

 

 

 

энергии фотонов, а по оси ординат —

 

 

 

 

 

ослабления (в дБ) на единицу тол­

 

 

 

 

 

щины поглотителя. Тормозное немо­

 

 

 

 

 

нохроматическое

излучение

можно

 

 

 

 

 

рассматривать

 

как

монохроматиче­

 

 

 

 

 

ское с некоторой эффективной энер­

 

 

 

 

 

гией ёэфф и эффективным коэффи­

 

 

 

 

 

циентом ослабления р3фф, который

 

 

 

 

 

зависит от рода вещества поглотите­

 

 

 

 

 

ля, энергии излучения и от толщины

 

 

 

 

 

поглотителя.

Последнее

 

обусловлено

 

 

 

 

 

тем, что по мере прохождения через

 

 

 

 

 

вещество

различные

 

компоненты

 

 

 

 

 

спектра

немонохроматического излуче­

 

 

 

 

 

ния

будут

поглощаться

 

по-разному.

 

 

 

 

 

Так как фотоны

малых энергий ослаб­

 

 

 

 

 

ляются

сильнее,

то с увеличением слоя

 

 

 

 

 

вещества в спектре прошедшего из­

 

 

 

 

 

лучения будет возрастать доля фото­

 

 

 

 

 

нов больших энергий, т. е. жесткость

 

 

 

 

 

излучения будет увеличиваться. Для

 

 

 

50

80100

практических расчетов, связанных с

 

 

 

£,кэВ

защитой

персонала

РТС,

при

поль­

 

 

 

 

 

зовании

графиками,

приведенными на

Рис. 7.4.2. Ослабление моно­

рис. 7.4.1, за эффективную энергию

хроматического

рентгенов­

излучения

принимается

величина,

ского

излучения

(дБ/мм)

численно

равная

kU,

 

где

 

U

некоторыми

материалами

ускоряющее (анодное) напряжение,

в зависимости

от

энергии

подаваемое

а

к

электровакуумному

излучения.

 

 

 

прибору,

 

£ = 0,75 ... 0,9— коэф­

 

 

 

 

 

фициент, зависящий от

степени филь­

фициента соответствует

 

трации.

Меньшее

значение

коэф­

меньшей

фильтрации, большее — большей.

Необходимая толщина защитного материала t (в мм) опреде­

ляется

так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где п — ослабление излучения материалом (дБ/мм), ЯД0ІІ— допу­

стимая мощность дозы (для большинства случаев берется равной

0,2 мР/ч).

3 2 0



Необходимо отметить,

что

дтл

защиты от излучений

сравни-

гел[ но небольших энергий

(до

40...50

кэВ) нецелесообразно

исполь­

зовать дефицитный свинец, а в большинстве случаев можно огра­ ничиться сталью. Корпус шкафа устройства, выполненный из стали, для таких энергий уже практически является достаточной защитой. Выполнение шкафов из алюминиевых сплавов, как правило, приво­ дит к прохождению рентгеновского излучения сверх допустимых норм. Смотровые окна шкафов (устройств) во избежание прохожде­ ния рентгеновского излучения должны застекляться специальными

защитными свинцовыми стеклами, например типа ТФ (см. также

19]).

Измерение мощности дозы рентгеновского излучения на РТС связано с рядом трудностей, вызванных импульсным характером излучения (для большинства РТС) и его низкой энергетичностью. Многие типы существующих дозиметров н рентгепометров из-за зна­ чительного «хода с жесткостью»* в облазтд малых энергий, а так­ же из-за сильной зависимости от импульсного характера излучения не могут быть использованы для этих целей, так как были разрабо­ таны для проверки ионизирующих излучений.

В настоящее время промышленностью выпускается рентгенометр мягкого импульсного и непрерывного рентгеновского излуче­ ния для диапазона энергий 15...1250 кэВ типа ДРГЗ-1. Он в до­ статочной степени защищен от ВЧ, СВЧ и магнитного полей при­ менением специальных экранов. В качестве детектора в нем исполь­ зуется комбинированный воздухоэквивалентный сцинтиллятор, в ко­ тором фактически устранен «ход с жесткостью» в области малых энергий. Ввиду сравнительно небольшой рабочей поверхности детек­ тора он позволяет измерять мощность дозы рентгеновских излуче­

ний узких пучков (что

часто имеет место на РТС). Серийный .вы­

пуск таких рентгепометров и обеспечение ими служб техники без­

опасности позволяет решить вопрос радиометрии рассмотренных из­

лучений.

 

 

 

 

 

 

 

7.4.4.

Об оценке защитных мероприятий. Из всех рас­

смотренных выше вопросов — биологические и медицин­

ские исследования,

прогноз, радиометрия,

защита — ра­

боты

по защите

в наибольшей

степени

затрагивают

сферу

инженерной

экономики. Затраты сил и средств

на проведение защитных

мероприятий

(производство,

установка,

эксплуатация)

во много раз

превышают за­

траты

на

проведение измерений, составление прогноза

и тем более научные исследования. Зачастую эти за­

траты

соизмеримы

со стоимостью

самих

РТС. Кроме

того, внедрение средств и методов защиты как правило сопровождается отрицательным (редко—положительным) влиянием «а РТС, в то время как влияние работ по

* Зависимость чувствительности детектора от жесткости излуче­ ния (от энергии квантов).

2 1 — 3 9 3

321


прогнозу и радиометрии полей на тактико-технические характеристики станций практически отсутствует. На­ конец, организация защиты всегда затрагивает сферу труда и быта многих людей и поэтому требует учета в целом условий труда, включающих влияние СВЧ из­ лучений как одного из многих (см. сноску на стр. 332) действующих факторов.

Условия труда определяются, с одной -стороны, пси­ хо-физиологическими особенностями работы (например, преимущественно физическая или умственная нагрузка, нервная напряженность, степень ответственности прово­ димых работ и т. л.), с другой— санитарно-гигиениче­ скими условиями (микроклимат, воздействие специфи­ ческих факторов и т. д.). Одна из последних работ, проводимых в целях увязки этих двух сторон {75], предпо­ лагает разделение тяжести условий труда по каждому из действующих факторов на 6 степеней с четким нор­ мированием внутри каждой степени для последующего расчета величины /Ст — коэффициента комплексной ка­ тегории тяжести условий труда определенного сотруд­ ника:

/Ст— — 0,3 + 0,56 /Снапр+ 0,54/Ссредьь

где /Снапр — среднеарифметическая степень психофизи­ ологической напряженности УСЛОВИЙ Труда; /Середы — среднеарифметическая степень санитарно-гигиенических условий труда; допустимое значение /Ст= 2 . . . 3 .

Значения /Снапр и /Середы определяются из подробных таблиц, являющихся результатом большого труда по определению степени влияния на трудоспособность орга­ низма раздельно каждого фактора. Пример учета тако­ го влияния для некоторых характерных, факторов,

встречающихся на РТС

СВЧ, приведен

в табл. 7.4.3).

В соответствии с новым подходом,

условия труда для

каждого работающего

оцениваются

не

раздельно по

каждому фактору, а суммарно, причем для сохранения конечного результата оказывается допустимым выход каких-либо факторов за нормативные пределы за счет облегчения других условий.

Значение /Ст, рассчитанное по формуле (7.4.6) с уче­ том данных табл. 7.4.3, может быть использовано, в частности, для прогноза снижения работоспособности человека в конце недели. Зависимость производитель­ ности труда /7т (в процентах) от /Ст условно может

322