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

6.4. РАДИОАКТИВНЫЕ ЧАСТИЦЫ В РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИЯХ ПРЕДПРИЯТИИ ПО ВЫДЕЛЕНИЮ И ОБРАБОТКЕ ЯДЕРНОГО ГОРЮЧЕГО

Опубликованные в литературе данные свидетель­ ствуют о том, что радиоактивные аэрозоли являются важным фактором, определяющим степень радиацион­ ной опасности на предприятиях по обработке облучен­

ного горючего топлива и получению металлического плутония.

Во многих отношениях типичны данные детального исследования концентраций и дисперсности радиоактив­ ных аэрозолей в помещениях плутониевого завода в Ханфорде [333] (табл. 6.1). Как видно из табл. 6.1, концентрации плутония в воздухе подвержены значи­ тельным колебаниям от фоновых значений, определяе­

т. е. бимодально. Исследования показали, что актив­ ность каждой пробы обусловлена мелкодисперсной фракцией (максимальный размер около 0,5 мкм) и не­ сколькими крупными частицами, диаметр которых до­ стигал 10 мкм, причем вклад активности последних в общую активность пробы оказался существенным (до 50%). Именно присутствие в исследуемом воздухе крупных частиц, что объясняют авторы вторичным дис­ пергированием частиц с загрязненных поверхностей обо­ рудования, рабочей одежды и т. п., и является, по их мнению, причиной обнаруженного бимодального распре­ деления размеров частиц.

Нагрузка, рассчитанная по модели динамики лег­ ких, с использованием данных о концентрациях и дисперсности колеблется от нескольких пикокюри до

нескольких нанокюри.

По данным Г. Н. Пархоменко и др. [327], плуто­ ниевые аэрозоли в условиях горячих лабораторий могут быть отнесены к грубодисперсным, для которых общий коэффициент задержки составляет 96%, из них 11,5% задерживается в носу.

В помещении дезактивации плутониевого завода в Уиндскейле, по данным работы [285], аэродинамический медианный диаметр распределения частиц по актив­ ности равен 7,5 мкм при проведении проверки респи-

175

раторов и 11 мкм в процессе их дезактивации. В поме­ щении, где в перчаточных боксах производится керами­ ческое топливо на основе двуокисей плутония и урана, аэродинамический медианный диаметр по активности составляет 9 мкм при нормальных условиях работы и 10,8 мкм при аварийной ситуации.

Обширная программа изучения радиоактивных аэро­ зольных частиц осуществлена в радиохимических лабо-

Рис. 6.1. Крупная частица с равномерно за­ грязненной поверхностью (Х2700, максималь­ ный диаметр 10 мкм) [492].

раториях научно-исследовательского центра по атомной энергии в Харуэлле [491, 492]. Было обнаружено, что в половине отобранных проб большая часть активности связана с отдельными горячими частицами плутония, активность которых в 104—ІО5 раз превышала среднюю активность аэрозольной частицы, равную 5 • 10~15 кюри. Чаще всего первоначально неактивная аэрозольная ча­ стица превращалась в радиоактивную благодаря адге­ зии к ее поверхности более мелкой частицы 239Ри (рис. 6.1) либо благодаря более или менее равномер­ ному загрязнению ее поверхности (рис. 6.2). Встречались радиоактивные частицы, целиком состоящие из плуто­ ния и его соединений. Удельная активность материала загрязненных плутонием частиц колебалась в широких пределах, вплоть до удельной активности естественного урана. Напротив, исследование аэрозолей 239Рц в ра-

бочих помещениях плутониевого центра КАЭ США в Рокки-Флэтс [493] показало, что агломераты радио­ активных частиц двуокиси плутония РиСД с неактивными или другими активными частицами встречаются крайне редко. Подобный результат получен и при исследовании структуры радиоактивных аэрозолей, загрязняющих про-

изводственные помещения лаборатории по производству твэлов из смесей двуокиси плутония и двуокиси урана [494]. Удельная активность частиц аэрозолей соответ­ ствовала материалам, обрабатываемым в период на­ блюдения, однако всегда обнаруживалось небольшое число частиц, состоящих целиком из РиОг. При этом характерно, что медианный диаметр распределения активности частиц, обычно составлявший 10—20 мкм при стандартном отклонении 1,5—2,0, при наличии в пробе частиц, состоящих из чистой двуокиси плутония, резко снижается примерно до 1,4 мкм. Доля радиоак­ тивности, связанная с частицами диаметром менее 1 мкм, составляла около 30%, а с частицами диаметром менее

3 мкм — 64 %.

Следует подчеркнуть, что плутониевые аэрозоли при нормальных условиях работы оборудования часто ха-

178

тивных частиц, в связи с чем задача адекватного кон­ троля поступления радиоактивности внутрь организма работающих выдвигается в ряд важнейших проблем радиационной безопасности.

6.5. РАДИОАКТИВНЫЕ ЧАСТИЦЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ТРАНСПЛУТОНИЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Важной чертой использования трансплутониевых элементов, т. е. элементов с атомным номером от 95 до 99 (от америция до эйнштейния), является комплекс­ ный характер радиационного воздействия. Персонал в этих условиях может подвергаться как внешнему облу­ чению нейтронами, у-квантами и ß-частицами, так и опасности внутреннего облучения a -активными мате­ риалами высокой радиотоксичности, причем в качестве критического органа для этих элементов следует при­ нимать лимфатические узлы [498]. Большое значение приобретает также задача предотвращения случайных цепных реакций деления, сопровождающихся мощным нейтронным и у-излучением и выделением большого количества тепловой энергии [498].

Потенциальная опасность аэрозольного загрязнения воздушной среды и внутреннего облучения персонала при работе с трансплутониевыми элементами усугублена тем, что удельная активность этих элементов сущест­

1870 кюри]г соответственно, в связи с чем достаточно крупные частицы будут обладать высокой радиоактив­ ностью. Весьма полное изучение характеристик аэро­ золей трансплутониевых элементов в помещениях радио­ химических лабораторий осуществлено авторами работы [499]. Показано, что распределение концентраций аэро­ золей в воздухе защитных камер и боксов подчиняется логарифмически нормальному закону, причем среднее значение концентраций равно 1,5-10-13 кюри/л для камер и 1,8-ІО-13 кюри]л для боксов. В составе частиц иден­ тифицированы 244Cm, ^ С т и 241А т. Методом авторадио­ графии с применением жидких ядерных эмульсий оце­ нена дисперсность радиоактивных частиц, отобранных на фильтры и на поверхность стеклянных пластинок. Отмечены логарифмически нормальные распределения

180