Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

источники излучения, чтобы получать сопоставимые результа­ ты. Источники смешанного у-излучения можно использовать для производственных целей, когда экономические соображе­ ния приобретают решающее значение.

Установки, основанные на использований у-излучателей, называются гамма-установками. Рассмотрим различные типы этих установок в зависимости от их мощности.

Гам м а-установки м алой мощности. В качестве источников излучения таких установок используют б0Со и 137Cs; причем ,37Cs применяют в основном в транспортабельных и передвиж­ ных установках.

В нашей стране разработаны и серийно выпускаются ряд гамма-установок малой мощности. Рассмотрим их принципи­ альные конструктивные особенности.

Имеются гамма-установки, позволяющие располагать облу­ чаемые объекты на различных расстояниях от излучателя. Пре­ имущество этих установок заключается в том, что посредством изменения расстояния можно в широких пределах изменять мощность дозы излучения.

В зависимости от активности источника, которым, как пра­ вило, является 60Со, у-излучатель может быть помещен в центре зала, тогда вокруг источника устанавливают облучаемые объекты, например сосуды с растениями или пакеты с семена­ ми. Там же в центре зала имеется глубокий бетонированный канал, в который погружают у-излучатель, когда установка находится в нерабочем состоянии. Толщина бетонных или кир­ пичных стен зала должна обеспечивать допустимую мощность дозы излучения вне зала. Вход в зал должен быть автомати­ чески блокирован — никто не может попасть в зал при рабо­ чем положении у-излучателя. Залы целесообразно строить та­ ких габаритов, чтобы максимально использовался весь воз­ можный диапазон мощности дозы излучения. Желательно, чтобы эти залы имели искусственный климат (фитотроны), где можно было бы проводить опыты круглый год при разных

облучения животных. При использовании у-излучателей актив­ ностью порядка 10— 100 кг-экв Ra и больше залы строить неце­ лесообразно. В этих случаях оборудуют так называемые у-поля, на которых в центре поля помещают облучательную ус­ тановку с подземной защитой. Поле должно быть огорожено, иметь защитную зону и охраняться, чтобы не допустить пребы­ вания там людей во время работы установки.

Схема установки для облучения растений на гамма-поле, показана на рис. 9.5. На у-поле, как правило, изучают дейст­ вие длительного облучения на растения. Для у-облучения пло­ довых и древесных культур оборудуют так называемые гамма-

316

сады. Гамма-залы, поля и сады — это по сути дела стационар ­ ные исследовательские гамма-установки. К этому же типу установок относятся гамма-установки, в которых у-излучатели находятся внутри специального подземного бетонированного канала («сухая» защита), куда опускают контейнеры с облу­ чаемыми объектами. Для защиты можно использовать бас­ сейн, заполненный водой («мокрая» защита). В этом случае-

Рис. 9.5. Схема установки для облучения растений на у-поле:

воздействию их у-излучения.

Все перечисленные установки имеют одно существенное не­ удобство — они требуют сооружения бетонированных храни­ лищ, строительства специальных зданий, водяных бассейнов.

Более удобными для работы с точки зрения компактности являются гамма-установки со свинцовой защитой. Иногда их называют «самозащищенными». Принцип устройства таких установок прост (рис. 9.6). Внутри свинцового контейнера имеется камера, в которую помещают у-излучатели- (60Со или 137C s). Объекты или вводят в камеру с у-излучателями или про­ пускают через облучательную камеру — статический и динами­ ческий режимы работы гамма-установок. Благодаря компакт­ ности свинцовой защиты такие установки малогабаритны.

317

Их легко перемещать внутри лаборатории или монтировать на автомашинах. Такие гамма-установки можно использовать для исследовательских целей, например для апробации метода пред­ посевного облучения семян. В СССР Д. А. Каушанским в 1968 г. ■создана передвижная гамма-установка для предпосевного облу­

мутаций.

Для радиоингибирования прорастания корнеплодов использу­ ют как стационарные, так и передвижные установки. Ящики с корнеплодами подаются в камеру с у-излучателями и перемеща­ ются с такой скоростью, чтобы за время прохождения около гам­ ма-излучателей корнеплоды получили ингибирующую прораста­ ние дозу излучения. Схема одной из стационарных производст­ венных установок для облучения картофеля показана на рис. 9.8, схема и общий вид передвижной установки — на рис. 9.9.

Установки такого же типа используют для дезинсекции ко­ жи и шерсти. В этом случае на облучение по конвейеру подают тюки кожи и шерсти. Для дезинсекции зерна применяют уста-

318

Рис. 9.7. Передвижная гамма-установка «Колос» для предпосевного облуче­ ния семян:

1 — приемный дозирующий бункер; 2 — ковшовый транспортер; 3 — загрузочный бункер» контейнера; 4 — контейнер-облучатель; 5 — пульт управления; 6 — ленточный транспор­ тер; 7 — бункер для облучения семян; 8 — мешкотара.

Рис. 9.8. Схема стационарной производственной: гамма-установки длят облучения картофеля.

новки с бестарной подачей. Зерно перемещается около источ­ ников излучения по специальным каналам. Можно использо­ вать и другие способы подачи зерна, например в вагонетках.

На рис. 9.10 показаны схема и общий вид одной из устано­ вок для дезинсекции зерна. Она является комбинированной,

Рис. 9.9. Схема и общий вид передвижной производственной гамма-уста­ новки для облучения картофеля.

'Обеспечивающей две системы подачи зерна: в таре и в потоке. В последнем случае зерно загружают в бункер, откуда оно пе­ ремещается к у-излучателю.

Гамма-установки большой мощности. Мощные облучательные установки применяют для радиационной пастеризации и

.стерилизации пищевых продуктов. Их, по-видимому, целесооб-

.320

разно размещать на крупных комбинатах (например, плодо­ овощных) . В производственных установках гамма-излучателями должны быть б0Со или 137Cs.

Для исследовательских целей в качестве у-излучателей можно использовать радиационные контуры ядерных реакторов или твэлы.

Для пастеризации фруктов созданы передвижные установки. На облучение как в стационарных, так и в передвижных уста­ новках продукция подается в таре (в ящиках или в упаковке).

Установки большой мощности принципиальных конструк­ тивных особенностей по сравнению с установками средней мощности не имеют. Только большая активность у-излучателей, сосредоточенных в зоне облучения, требует сооружения мощных защитных устройств.

Ускорители электронов. Выше отмечалось, что в последнее время для исследовательских и производственных целей стали применять ускорители электронов. Ускоренные электроны ока­ зывают локальное действие на объект. Благодаря их малой проникающей способности облучается только поверхностный слой материала. Это важное преимущество с точки зрения воз­ можности уменьшения образования в продуктах нежелательных токсических веществ. Как показали исследования, проведенные в Научно-исследовательском институте картофельного хозяй­ ства, использование электронного излучения очень эффективно для облучения картофеля с целью ингибирования прорастания его при хранении.

Для получения достаточно плотного потока ускоренных электронов используют различные типы линейных ускорителей, начиная от генераторов Ван-де-Граафа до каскадных, резонанс­ ных ускорителей. В настоящее время испытывается радиобио­ логическое действие электронов с энергией до Ш Мэе.

Электроны, ускоренные в вакуумной трубе, испускаются из нее через тонкое металлическое окно, изготовленное из алюми­ ниевой фольги толщиной примерно 0,25 мм, или титана тол­ щиной около 0,12 м]м. Часть энергии электронов при этом, конечно, теряется. В настоящее время трудно делать какиелибо прогнозы относительно перспектив использования ускори­ телей электронов в производственных условиях. Возможно, что их применение будет несколько ограничено по сравнению с у-излучателями.

Нейтронные генераторы . Облучательные установки этого типа применяют только для исследовательских целей: для изу­ чения биологического действия нейтронного излучения, в част­ ности для получения мутаций. В качестве нейтронных генера­ торов можно использовать ядерные реакторы с разной плот­ ностью потока нейтронов, размножители нейтронов, а также ускорительные нейтронные генераторы. Недостатком ядерных реакторов и размножителей нейтронов является то, что поток

322

нейтронов в них смешан с потоком у-фотонов. Освободиться от у-излучения в биологических каналах реакторов невозможно. В этом отношении ускорительные генераторы обладают опре­ деленным преимуществом — они дают поток нейтронов без при­ меси у-излучения. При работе с нейтронами необходимо иметь в виду, что они имеют разную энергию. Получение моноэнергетических нейтронов — трудная техническая задача. Обычно указывают интервал энергии потока нейтронов: быстрые, сред­ ние, медленные, тепловые нейтроны.

В заключение еще раз подчеркнем необходимость точного, строгого дозиметрического контроля всех процессов, связанных с использованием и эксплуатацией облучательных установок.

V, И *

Г л а в а 10

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ РАДИОЛОГИЯ

§ 1. О Р Г А Н И З А Ц И Я С Л У Ж Б Ы С Е Л Ь С К О Х О З Я Й С Т В Е Н Н О Й Р А Д И О Л О Г И И И Е Е З А Д А Ч И

Овладение атомной энергией, вступление человечества в но­ вый атомный век привели к возникновению довольно острых и злободневных проблем. Одну из этих проблем — проблему ра­ диационной безопасности для непосредственно работающих в области атомной науки и техники — мы уже рассмотрели (см. гл. 5). Она касается относительно немногочисленной категории людей. Другая, не менее сложная проблема, — проблема радиа­ ционной безопасности всего человечества.

Проблему радиационной безопасности в настоящее время следует расчленить на две: проблему радиационной безо­ пасности в условиях испытаний ядерного оружия, существую­ щей угрозы ядерной войны, и проблему радиационной безопас­ ности, связанную с развитием мирного использования атомной энергии.

Испытания ядерного оружия привели к локальному и гло­ бальному загрязнению биогеосферы радиоактивными вещест­ вами. Уровень этого загрязнения определяется' масштабами и условиями испытаний. При ослаблении факторов, сдерживаю­ щих гонку ядерных вооружений, уровень радиоактивных загряз­ нений может превзойти допустимый и потенциальная опасность радиоактивных загрязнений превратится в реальную угрозу.

При мирном использовании атомной энергии, атомной тех­ ники в окружающую среду также попадает некоторое количе­ ство радиоактивных нуклидов, несмотря на принимаемые меры по обеспечению радиационной безопасности. Атомные энергети­ ческие установки, атомная промышленность, многочисленные лаборатории сбрасывают в окружающую среду, хотя и в допу­ стимых концентрациях, радиоактивные отходы производства. Не исключена вероятность и аварийных ситуаций, при которых в окружающую среду могут быть выброшены значительные ко­ личества радиоактивных веществ.

Емкость биогеосферы есть величина постоянная. Даже если происходит сбрасывание радиоактивных отходов атомного про­ изводства в допустимых концентрациях, может произойти и ло­

324