Файл: Быховский, А. В. Горячие аэрозольные частицы при техническом использовании атомной энергии.pdf

Суммарная активность частицы, основной вклад в кото­

сравнению с инертными газами осколочного происхож­ дения, например в водо-водяных реакторах с дегазато­ ром в первом контуре, основными аэрозольными про­ дуктами деления являются 88Rb и 138Cs, обладающие весьма невысокой степенью радиотоксичности. Так, аэ­ розольная радиоактивность, обнаруженная во вспомога­ тельных помещениях реактора небольшой мощности с водяным охлаждением, на 95—100% была обусловлена изотопами 88Rb и I38Cs с небольшими количествами 89Rb и 139Cs. Максимальные концентрации 88Rb и 138Cs со­ ставили 2 -ІО-8 кюри/л, и, следовательно, максимальная активность частицы диаметром 10 мкм не превысит в этих условиях значения 3 -10-14 кюри [260]. Аналогичные выводы можно сделать и из работы [261].

Расчет времени активации аэрозольной частицы

что для частицы радиусом 1 мкм и концентрации неак­

не учитывается вся сложность явлений как поверхност­ ной адсорбции, так и хемосорбции, полученные результа­ ты могут служить для ориентировочного определения активности аэрозольных частиц при загрязнении воз­ душной среды газообразными и летучими продуктами деления.

Процессы диффузионного осаждения могут иметь ме­ сто и для ряда других, весьма токсичных изотопов (на­ пример, полония, рутения и др.), которые могут находиться в воздухе как в дисперсной, так и в газооб­ разной и парообразной фракции.

Так, в работе [233] показано, что двуокись полония Ро02 при температуре в диапазоне 250—900° С ведет себя подобно пару и конденсируется на аппаратуре без каких-либо следов образования радиоактивных частиц. После введения в аппаратуру частиц сажи вся актив­ ность оказалась задержанной на ступенях и мембранном

76

СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНИКА Г Л А В А 3 ИЗУЧЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ

АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ

В соответствии с НРБ—69 основным критерием, опре­ деляющим опасность радиоактивных аэрозолей, являет­ ся их среднегодовое поступление в организм работаю­ щих, и с точки зрения «рутинного» радиационного конт­ роля учет высокоактивных частиц необходим в основ­ ном при оценке флуктуаций концентраций аэрозолей во вдыхаемом воздухе и доз облучения кожных по­ кровов.

Однако для глубокой оценки биологической опасно­ сти аэрозолей, источника и механизма их образования наряду с измерением средней концентрации радиоактив­ ных аэрозолей необходимо:

а) измерение концентрации радиоактивных частиц и их распределения по активности;

б) изучение дисперсного состава радиоактивных аэрозолей и распределения аэрозольной радиоактивно­ сти по отдельным фракциям размеров частиц;

в) определение изотопного состава радиоактивных компонентов отдельных частиц, состава их неактивных компонентов и структурного строения;

г) изучение прочих физико-химических свойств (плотности, растворимости в различных биологических субстратах и т. д .).

Многие из методик, применяемых в современной тех­ нике анализа радиоактивных аэрозолей, легли в основу разработанных авторами «Методических указаний по исследованию радиоактивных аэрозолей в случае при­ сутствия в их составе горячих частиц» № 672—67, ут­ вержденных Министерством здравоохранения СССР

9 июня 1967 г. [262].

78

3.1. ВЫДЕЛЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ЧАСТИЦ ИЗ ВОЗДУХА

Согласно опыту систематических наблюдений кон­ центрации горячих частиц, входящих в состав радиоак­ тивных аэрозолей, весьма малы [263]. Даже в период проведения ядерных взрывов одна аэрозольная частица с активностью более 10~10 кюри приходится на 100— 1000 м3 приземного воздуха [264]. Концентрации горячих частиц в рабочих помещениях предприятий, где ведутся работы с высокоактивными материалами, имеют тот же порядок значения [265—268]. Для измерения столь низких концентраций требуется отбор проб радиоактив­ ных аэрозолей из весьма больших объемов воздуха. Наиболее часто применяют установки для фильтрации воздуха с неподвижным креплением фильтровального материала [269—272] или с постоянно движущейся фильтровальной лентой [273, 274]. Керн в своих иссле­ дованиях применял электрофильтр [275, 276]. Для сбора радиоактивных выпадений использовали также пыле­ улавливающие планшеты [277].

Если V — концентрация горячих частиц в исследуемом воздухе, то при протягивании через фильтр объема воз­ духа V на нем осаждается в среднем \Ѵ частиц. Факти­ ческое число частиц, осажденных на фильтре, описы­ вается распределением Пуассона с интенсивностью ц = = ѵК. Флуктуация количества осажденных на фильтре

Для измерения концентрации горячих частиц с по­ грешностью ±10% объем воздушной пробы должен быть таким, чтобы на фильтре осаждалось не менее 100 ча­ стиц, т. е. при концентрации ІО-2 частица/м3 объем пробы должен составлять 10 000 m s (рис. 3.1).

Стандартные стационарные и переносные приборы для измерения концентрации радиоактивных аэрозолей типа РА-12С-1 или РВ-4 не обеспечивают отбор столь больших объемов воздуха за приемлемое время (напри­ мер, в течение рабочей смены). Поэтому для контроля радиоактивных аэрозолей (в присутствии горячих ча­ стиц) необходимо использовать нестандартные фильтра-

79

ционные установки. Для такой установки необходимы: а) фильтр, задерживающий аэрозольные частицы; б) фильтродержатель; в) измеритель расхода воздуха через фильтр;

г) воздухозаборное устройство.

В качестве фильтров для осаждения радиоактивных аэрозолей рекомендуется применять фильтрующий мате-

Рис. 3.1. Зависимость относительной погрешности измере­ ния концентрации аэрозольных частиц от числа частиц, осажденных на фильтре.

риал ФП. При скорости фильтрации 1 см/сек этот мате­ риал имеет эффективность очистки 99,9% при сопротив­ лении 1,5—1,9 мм вод. ст. Практически можно считать, что фильтры этого типа улавливают все радиоактивные частицы. Расход воздуха через фильтр не должен пре­

0,25 мг/мй при скорости фильтрации 10 см/сек.

Для отбора проб атмосферных аэрозолей стандартное полотно ткани ФП можно натягивать на боковую по­ верхность специально для этой цели изготавливаемого сетчатого барабана, присоединяемого к воздуховоду приточной вентиляции здания. При диаметре барабана

воздуха радиоактивными аэрозолями рекомендуется при­ менять также воздухозаборные установки типа УАС-1,

80