Системы и виды освещения. Практическая защита от ионизирующего излучения

Системы и виды освещения. Практическая защита от ионизирующего излучения
Системы и виды освещения. Практическая защита от ионизирующего излучения

Подобрать сечение балки траверсы и каната для подъёма шпинделя прокатного стана.

Исходные данные:

Вес шпинделя Q=160 кН;

длина траверсы l=6м;

балка траверсы работает на изгиб.

Составить схему строповки.

Подобрать сечение балки траверсы, тип и сечение каната.

Решение:

Схема строповки траверсой в двух точках.

Рис. 21 – Схема строповки. 1 – центр тяжести груза;

2 – траверса; 3 – ролик; 4 – строп

Определение усилия натяжения в одной ветви стропа

S = Q / (m · cos) = k ·Q / m = 1,42 · 160 / 2 = 113,6 кН.

где S – расчетное усилие, приложенное к стропу без учета перегрузки, кН;

Q – вес поднимаемого груза, кН;

– угол между направлением действия расчетного усилия стропа;

k – коэф., зависящий от угла наклона ветви стропа к вертикали (при =45 о k=1,42);

m – общее число ветвей стропы.

Определяем разрывное усилие в ветви стропа:

R = S · k з = 113,6 · 6 = 681,6кН.

где k з – коэффициент запаса прочности для стропа.

Выбираем канат типа ТК 6х37 диаметром 38мм. С расчетным пределом прочности проволоки 1700 МПа, имеющий разрывное усилие 704000 Н, т. е. Ближайшее большее к требуемому по расчету разрывному усилию 681600 Н.

Подбор сечения балки траверсы

Рис.22 – Расчетная схема траверсы

P = Q k п k д = 160 · 1.1 · 1.2 = 211.2

где k п – коэффициент перегрузки, k д – коэффициент динамичности нагрузки.

Максимальный изгибающий момент в траверсе:

M max = P · a / 2 = 211,2 · 300 / 2 = 31680 кН · см,

где а – плечо траверсы (300см).

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки траверсы:

W тр > = M max / (n · R из · ) = 31680 / (0,85 · 21 · 0,9) = 1971,99 см 3

где n = 0,85 – коэффициент условий работы;

 – коэффициент устойчивости при изгибе;

R из – расчетное сопротивление при изгибе в траверсе, Па.

Выбираем конструкцию балки траверсы сквозного сечения, состоящую из двух двутавров, соединеных стальными пластинами №45 и определяем момент сопротивления траверсы в целом:

W д х = 1231 см 3

W х = 2 ·W д х = 2 · 1231 = 2462 см 3 > W тр = 1971,99 см 3 ,

что удовлетворяет условию прочности расчетного сечения траверсы.

9. Конструктивные и прочностные расчеты

9.1. Расчет защитного кожуха токарного многошпиндельного вертикального полуавтомата Пример 37

Исходные данные:

Защитный кожух токарного многошпиндельного вертикального полуавтомата представляет собой прямоугольную стальную конструкцию длиной l = 750 мм, шириной b = 500 мм и толщиной S. Он зажат в держателях по концам так, что систему можно рассматривать как балку, лежащую на двух опорах.

Стружка имеет вес G = 0,2 г и летит по направлению к кожуху со скоростью V = 10 м/с и ударяет в кожух перпендикулярно в его сере­дину.

Расстояние от места отделения стружки в зоне резания до кожуха:

Определять толщину, листа, из которого можно изготовить защитный кожух.

РЕШЕНИЕ:

В результате удара стружки кожух получает прогиб. Наи­больший прогиб вызовет стружка, попавшая в его середину. Давление, которое соответствует этому прогибу, равно:

,

где E – модуль упругости материала кожухе. Для стального листа:

E = 2·10 6 кг/см 2 ;

I – момент инерции балки – кожуха. Для прямоугольного сечения:

f– прогиб кожуха в место удара:

l – длина кожуха.

Энергия, накопленная при этом в кожухе, равна:

В момент максимального прогиба кожуха действие силы обратится целиком в потенциальную энергию деформации кожуха, т. е.

К числу технических средств защиты относится устройство различных экранов из материалов, отражающих и поглощающих радиоактивное излучение. Экраны устраиваются как стационарные, так и передвижные (рис. 58).

При расчете защитных экранов определяют их материал и толщину, которые зависят от вида излучения, энергии частиц и квантов и необходимой кратности его ослабления. Характеристика защитных материалов и опыт работы с источниками излучений позволяют наметить преимущественные области использования того или иного защитного материала.

Металл чаще всего применяют для сооружения передвижных устройств, а строительные материалы (бетон, кирпич и др.) — для сооружения стационарных защитных устройств.

Прозрачные материалы чаще всего применяют для смотровых систем и поэтому они должны обладать не только хорошими защитными, но и высокими оптическими свойствами. Хорошо удовлетворяют таким требованиям следующие материалы: свинцовое стекло, известковое стекло, стекло с жидким наполнителем (бромистый цинк, хлористый цинк);

Находит применение в качестве защитного материала от гамма-лучей свинцовая резина.

Рис. 58. Передвижной экран

Расчет защитных экранов базируется на законах взаимодействия различных видов излучений с веществом. Защита от альфа-излучений не является сложной задачей, так как альфа-частицы нормальных энергий поглощаются слоем живой ткани 60 мкм, в то время как толщина эпидермиса (омертвевшей кожи) равна 70 мкм. Слой воздуха в несколько сантиметров или лист бумаги являются достаточной защитой от альфа-частиц.

При прохождении бета-излучения через вещество возникает вторичное излучение, поэтому в качестве защитных необходимо применять легкие материалы (алюминий, плексиглас, полистирол), так как энергия тормозного излучения увеличивается с ростом атомного номера материала.

Для защиты от бета-частиц (электронов) высоких энергий используют экраны из свинца, но внутренняя облицовка экранов должна быть изготовлена из материала с малым атомным номером, чтобы уменьшить первоначальную энергию электронов, а следовательно, и энергию излучения, возникающего в свинце.

Толщина защитного экрана из алюминия (г/см2) определяется из выражения

d = (0,54Еmax - 0,15),

где Еmax — максимальная энергия бета-спектра данного радиоактивного изотопа, МэВ.

При расчете защитных устройств в первую очередь необходимо учитывать спектральный состав излучения, его интенсивность, а также расстояние от источника, на котором находится обслуживающий персонал, и время пребывания в сфере воздействия излучения.

В настоящее время на основании имеющихся расчетных и экспериментальных данных известны таблицы кратности ослабления, а также различного рода номограммы, позволяющие определить толщину защиты от гамма-излучений различных энергий. В качестве примера на рис. 59 приведена номограмма для расчета толщины свинцовой защиты от точечного источника для широкого пучка гамма-излучений Со60, которая обеспечивает снижение дозы излучения до предельно допустимой. На оси абсцисс отложена толщина защиты d, на оси ординат коэффициент К1 равный

(24)

где М — гамма-эквивалент препарата, мг*экв. Ra;

t — время работы в сфере воздействия излучения, ч; R — расстояние от источника, см. Например, надо рассчитать защиту от источника Со60, при М = 5000 мг-экв Ra, если обслуживающий персонал находится на расстоянии 200 см в течение рабочего дня, т. е. t = 6 ч.

Подставляя значения М, R и t в выражение (24), определяем

По номограмме (см. рис. 59) получаем, что для К1 = 2,5-10-1 толщина защиты из свинца d = 7 см.

Другой тип номограммы приведен на рис. 60. Здесь на оси ординат отложена кратность ослабления К, равная

K=Д0/Д

Используя выражение (23), получим

где D0 — доза, создаваемая источником излучения в данной точке в отсутствие защиты; Д — доза, которая должна быть создана в данной точке после устройства защиты.

Рис. 59. Номограмма для расчета толщины свинцовой защиты от точечного источника для широкого пучка гамма-излучения Со60

Предположим, необходимо рассчитать толщину стен помещения, в котором расположена гамма-терапевтическая установка, заряженная препаратом Cs137 в 400 г-экв Ra (М = = 400 000 мг-экв Ra). Ближайшее расстояние, на котором находится обслуживающий персонал, в соседнем помещении R = 600 см. Согласно санитарным нормам в соседних помещениях, в которых находятся люди, не связанные с работой с радиоактивными веществами, доза излучения не должна превышать 0,03 бэр/неделю или для гамма-излучения примерно 0,005 рад за рабочий день, т. е. Д = 0,005 рад за t = 6 ч ослабления, воспользуемся формулой (23). Чтобы оценить кратность

По рис. 60 определяем, что для К = 1,1 . 104, толщина защиты из бетона равна примерно 70 см.

При выборе защитного материала надо руководствоваться его конструкционными свойствами, а также требованиями к габариту и массе защиты. Для защитных кожухов различного типа (гамма-терапевтических, гамма-дефектоскопических), когда существенную роль играет масса, наиболее выгодными защитными материалами являются материалы, которые лучше всего ослабляют гамма-излучение. Чем больше плотность и порядковый номер вещества, тем больше степень ослабления гамма-излучений.

Поэтому для указанных выше целей чаще всего используют свинец, а иногда даже уран. В этом случае толщина защиты меньше, чем при использовании другого материала, а следовательно, меньше масса защитного кожуха.

Рис. 60. Номограмма для расчета толщины защиты от гамма-излучения по кратности ослабления

При создании стационарной защиты (т. е. защиты помещений, в которых ведутся работы с гамма-источниками) , обеспечивающей пребывание людей в соседних комнатах, наиболее экономично и удобно использовать бетон. Если мы имеем дело с мягким излучением, при котором существенную роль играет фотоэффект, в бетон добавляют вещества с большим порядковым номером, в частности барит, что позволяет уменьшить толщину защиты.

В качестве защитного материала для хранилища часто используют воду, т. е. препараты опускают в бассейн с водой, толщина слоя которой обеспечивает необходимое снижение дозы излучения до безопасных уровней. При наличии водяной защиты более удобно проводить зарядку и перезарядку установки, а также выполнять ремонтные работы.

В некоторых случаях условия работы с источниками гамма-излучения могут быть такими, что невозможно создать стационарную защиту (при перезарядке установок, извлечении радиоактивного препарата из контейнера, градуировке прибора и т. д.). Здесь имеется в виду, что активность источников невелика. Чтобы обезопасить обслуживающий персонал от облучения, надо пользоваться, как говорят «защитой временем» или «защитой расстоянием». Это значит, что все манипуляции с открытыми источниками гамма-излучения следует производить при помощи длинных захватов или держателей. Кроме того, ту или иную операцию надо производить только за тот промежуток времени, в течение которого доза, полученная работающим, не превысит установленной санитарными правилами нормы. Такие работы нужно вести контролем дозиметриста. При этом в помещении не должны находиться посторонние лица, а зону, в которой доза превышает предельно допустимую за время работы, необходимо оградить.

Необходимо периодически производить контроль защиты при помощи дозиметрических приборов, так как с течением времени она может частично потерять свои защитные свойства вследствие появления тех или иных незаметных нарушений ее целостности, например трещин в бетонных и баритобетонных ограждениях, вмятин и разрывов свинцовых листов и т. д.

Расчет защиты от нейтронов производят по соответствующим формулам или номограммам. В качестве защитных материалов в этом случае следует брать вещества с малым атомным номером, ибо при каждом столкновении с ядром нейтрон теряет тем большую часть своей энергии, чем ближе масса ядра к массе нейтрона. Для защиты от нейтронов обычно используют воду, полиэтилен. Практически не бывает чистых потоков нейтронов. Во всех источниках помимо нейтронов существуют мощные потоки гамма-излучения, которые образуются в процессе деления, а также при распаде продуктов деления. Поэтому при проектировании защиты от нейтронов всегда надо одновременно предусматривать защиту от гамма-излучений.

Полезная информация:

Величина напряжения прикосновения для человека, стоящего на грунте и коснувшегося оказавшегося под напряжением заземленного корпуса, может быть определена как разность потенциалов руки (корпуса) и ноги (грунта) с учетом коэффициентов:

 1 - учитывающего форму заземлителя и расстояния от него до точки, на которой стоит человек; 2 - учитывающего дополнительное сопротивление в цепи человека (одежда, обувь) Uпр = U3 1 2, а ток, проходящий через человека Ih = (I3*R3* 1 2)/Rh Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания (рис. 3).

Рис. 3. Напряжение прикосновения к заземленным нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением::

I – кривая распределения потенциалов; II - кривая распределения напряжения прикосновения

Напряжением шага (шаговым напряжением) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12.1.009).

Uш = U3  1 2, Ih = I3*(R3/Rr1 2,

 1 - коэффициент, учитывающий форму заземлителя;

 2- коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление в цепи человека (обувь, одежда). Таким образом, если человек находится на грунте вблизи заземлителя, с которого стекает ток, то часть тока может ответвляться и проходить через ноги человека по нижней петле (рис. 4).

Рис. 4. Включение на напряжение шага

Наибольшее напряжение шага будет вблизи заземлителя и особенно, когда человек одной ногой стоит над заземлителем, а другой - на расстоянии шага от него. Если человек находится вне поля растекания или на одной эквипотенциальной линии, то напряжение шага равно нулю (рис. 5).

Необходимо иметь в виду, что максимальные значения  1 и  2 больше таковых соответственно  1 и  2, поэтому шаговое напряжение значительно меньше напряжения прикосновения.

а - общая схема; б – растекание тока с опорной поверхности ног человека

Кроме того, путь тока "нога-нога" менее опасен, чем путь "рука-рука". Однако имеется много случаев поражения людей при воздействии шагового напряжения, что объясняется тем, что при воздействии шагового напряжения в ногах возникают судороги, и человек падает. После падения человека цепь тока замыкается через другие участки тела, кроме того человек может замкнуть точки с большими потенциалами.

Определить необходимую толщину бетонных стен между лабораторией, в которой имеется установка с рентгеновской трубкой, и соседними производственными помещениями. Исходные данные: Ближайшее рабочее место в соседнем с лабораторией помещении расположено на расстоянии 3м от рентгеновской трубки. Продолжительность работы рентгеновской трубки в течение дня составляет 6 часов. Сила тока трубки равна 0,8мА. Напряжение на аноде трубки равно 150кВ.

1.Расчёт толщины защитных экранов от прямого рентгеновского излучения.

Рентгеновское излучение имеет непрерывный энергетический спектр, максимальная энергия которого соответствует номинальному напряжению на рентгеновской трубке U0. При расчёте защитных экранов от рентгеновского излучения следует учитывать изменение его спектрального состава, возникающее в следствие более сильного поглощения низкоэнергетических компонентов спектра с ростом толщины защитного слоя. Для определения толщины защитного экрана из бетона при напряжении на аноде 150кВ следует воспользоваться табл. 1(приложение). Толщина защитного экрана в этом случае определяется в зависимости от коэффициента К2

,где t-время работы рентгеновской трубки в неделю (t=36ч), I-сила тока трубки, мА; R-расстояние между трубкой и рабочим местом, м; D0-предельно допустимая недельная доза облучения, равная 1мЗв.

Тогда , тогда по таблице 1 приложения находим толщину бетонного защитного экрана d0=200мм.

При определении толщины защитного экрана также рекомендуется увеличить расчетную толщину её на один слой половинного ослабления.По табл.2(приложение)определим значение толщину слоя половинного ослабление d1/2=23мм. В результате получили, что толщина защитных экранов от прямого рентгеновского излучения равна: d=d0+d1/2=200+23=223мм.

Расчёт толщины защитных экранов от рассеянного рентгеновского излучения.

Для определения толщины защитного экрана из бетона воспользуемся данными табл.3(приложение), где коэффициент К2 такой же как при прямом рентгеновском излучении. В этом случае R-расстояние от места рассеяния излучения до ближайшего рабочего места в соседнем помещении, м. Воспользовавшись табл.3 получим d=100мм.

Вычислить значение толщины вторичной обмотки трансформатора токов нулевой последовательности, намотанной проводником ПЭТВ и сделать вывод о возможности размещения первичных обмоток, если Dн=0,5D2, типоразмер сердечника К20х10х5, диаметр провода по меди 0,27мм, n2=1500, .

По типоразмеру сердечника (КD1xD2xh, где D1 и D2-наружный и внутренний диаметры сердечника, см; h-высота сердечника) определим D2=10см.

Найдём среднюю длину намотанного слоя:

Найдём среднее число витков в слое вторичной обмотки

Где Ку - коэффициент укладки провода, который равен Ку=0,8; dиз- диаметр обмоточного провода с изоляцией, который определяем по приложению 2 dиз=0,31мм

тогда

Определяем число слоев вторичной обмотки

, принимаем nсл=3

Уточнённое значение толщины вторичной обмотки с учётом изоляции и коэффициента разбухания Кр=1,25 определяем по формуле:

Выполним проверку: , условие выполняется.

Конструкция и расположение проводников первичных обмоток должны обеспечить малое значение амплитуды сигнала небаланса на выходе трансформатора. Достаточно эффективным способом снижения небаланса являются ориентация и расщепление первичных проводников в окне тороида. Первым способом(ориентация) состоит в том, что систему из жестко закреплённых между собой первичных проводников поворачивают вокруг оси тороида до тех пор, пока не будет достигнут минимум небаланса. Экспериментально установлено, что при двух первичных обмотках значения небаланса в зависимости от угла поворота системы могут отличаться в 4 раза. Основным недостатком данного способа является трудоёмкость настройки трансформатора.

Критерием при расчете параметров защиты от внешнего облу­чения является предел эффективной дозы, который для работаю­щих с радиоактивными веществами (персонал-категория А) состав­ляет 20 мЗв в год (табл.

67). Хотя в настоящее время предел доз на неделю не регламентируется, при расчетах удобнее пользоваться недельной дозой, которая при равномерном распределении годово­го облучения составляет 0,4 мЗв.

Подставив значение недельной дозы, приведя в соответствие единицы измерений и выразив расстояние в метрах, можно полу­чить упрощенную формулу для расчета основных параметров за­щиты:

где т - у-активность источника облучения, в Бк; t - время облучения за рабочую неделю, в ч; R - расстояние от источника облучения, в м; 1,8 х 10 8 - коэффициент пересчета.

Так как данная формула отражает соотношение между актив­ностью источника, расстоянием и временем облучения при безопас­ных условиях работы, её можно использовать для расчета основ­ных параметров защиты.

Защита количеством заключается в определении пре­дельно допустимой активности источника, с которой можно рабо­тать без экрана в течение данного времени на данном расстоянии.

Пример. Оператор постоянно работает на расстоянии 1 м от источника излучения в течение 36 ч в неделю. С какой максималь­ной активностью источника излучения он может работать? По формуле вычисляем:

Защита временем заключается в определении срока работы с радиоактивным веществом в течение недели, при котором созда­ются безопасные условия (без превышения ПД) при постоянной работе.

Пример. В лаборатории работают с источником облучения ак­тивностью 5,8х10 7 Бк на расстоянии 1 м от него. Необходимо опре­делить допустимое время работы (за неделю). По формуле вычис­ляем:

Защита расстоянием заключается в определении расстоя­ния от работающего до источника излучения, на котором (при дан­ном источнике и времени) можно работать безопасно.

Пример. Сестра радиологического отделения в течение 6 ч ежедневно готовит препараты радия активностью 5,8х10 б Бк. На каком расстоянии от источника она должна работать?

Защита экранами основана на способности материалов по­глощать радиоактивное излучение. Интенсивность поглощения γ- излучения прямо пропорциональна удельному весу материалов и их толщине и обратно пропорциональна энергии излучения.

При наружном облучении а-частицами в экранировании нет необходимости, так как а-частицы имеют небольшой пробег в воз­духе и хорошо задерживаются другими материалами (лист бумаги не пропускает а-частицы).

Для защиты от β-излучения следует применять легкие мате­риалы: алюминий, стекло, пластмассы и др. Слой алюминия тол­щиной 0,5 см полностью задерживает р-частицы.

Для защиты от γ-лучей следует применять экраны из тяжелых металлов: свинца, чугуна и других тяжелых материалов (бетон). Можно использовать также грунт, воду и т.д.

Толщину защитного экрана, который ослабит мощность γ-излучения до предельно допустимых уровней, можно рассчитать двумя способами: 1) по таблицам (с учетом энергии излучения); 2) по слою половинного ослабления (без учета энергии излучения).

Расчет толщины экрана по таблицам. В зависимости от энергии γ-излучения проникающая способность его будет раз­личной. Поэтому для точного расчета толщины защитных экранов составлены специальные таблицы, в которых учитывается крат­ность ослабления и энергии излучения (табл. 68).

Пример. Лаборант, производящий фасовку радиоактивного золота 198 Аu с энергией излучения 0,8 МэВ, получит без защиты через неделю дозу облучения 2,0 мЗв. Какой толщины свинцовый экран необходимо применить для создания безопасных условий работы лаборанта?

Величина коэффициента ослабления (кратность ослабления) определяется по формуле:

где К - кратность ослабления; Р - полученная доза; Р 0 - пре­дельно допустимая доза.

Толщина защитного экрана из свинца (мм) в зависимости от кратности ослабления и энергии γ- излучения (широкий пучок)

Таблица 68

Кратность ослабления, К Энергия у-излучения, МэВ
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
1,5 0,5 1,0 1,5 2 2 3 4 6 7 8
2 1 2 3 4 5 7 8 10 11,5 13
5 2 4 6 9 И 15 19 22 25 28
8 2 5 8 11 15 19,5 23,5 28 32 35
10 3 5,5 9 13 16 21 26 30,5 35,5 38
20 3 6 И 15 20 26 32,5 38,5 44 49
30 3,5 7 11,5 17 23 30 36,5 43 49,5 55
40 4 8 13 18 24 31 38 45 52 58
50 4 8,5 14 19,5 26 32,5 39,5 46 53 60
60 4,5 9 14,5 20,5 27 34,5 42 49,5 56 63
80 4,5 10 15,5 21,5 28 37 45 53 60 67
100 5 10 16 23 30 38,5 47 55 63 70

Окончание таблицы 68

Кратность ослабления, К Энергия Y -излучения, МэВ
1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 4 6 8 10
1,5 9,5 И 12 12 12 13 12 10 9 9
2 15 17 18,5 20 20 21 20 16 15 13,5
5 34 33 41 43 44 46 45 38 33 30
8 42 48 52,5 55 57 59 58 50 43 38
10 45 51 56 59 61 65 64 55 49 42
20 58 66 72 76 78 83 82 71 63 56
30 65 73 80 85 88 93 92 80 72 63
40 68,5 78 86 91 91 100 99 87 78 68
50 72 82 90 96 100 106 105 92 83 73
60 75 85 95 101 104 110 109 97 87 77
80 80 92 101 107 111 117 116 104 94 82
100 84,5 96,5 106 ИЗ 117 122 121 109 99 87

В нашем примере:

68 на пересечении линий, соответствующих кратности ослабления 5 и энергии излучения 0,8 МэВ, находим, что необхо­димая толщина свинцового экрана должна быть 22 мм.

При несовпадении данных кратности ослабления и энергии излучения с указанными в таблице результат находят методом ин­терполирования либо используют последующие числа, обеспечи­вающие более надежную защиту.

Вариант "а".

Воздействие излучения на организм человека характеризуется поглощенной дозой излучения

где I γ –полная гамма–постоянная данного радиоактивного изотопа, р·см 2 /мКи·ч.

C – активность источника, мКи, t – время действия облучения, ч;

R – расстояние от источника до объекта облучения, см. Переход от активности (микрокюри) к гамма–эквиваленту (в миллиграмм–эквивалентах радия Г) и наоборот производится, по соотношению с I γ = Г·8,25, где 8,25 – ионизационная постоянная радия.

t = 41 – число часов работы в неделя.

При определении толщины экрана исходят из необходимости максимального ослабления интенсивности потока излучения. Для лиц категории А (персонал – профессиональные работники, непосредственно работающие о источниками ионизирующих излу­чений) предельно допустимая доза (ПДД), определяемая "Нор­мами радиационной безопасности НРБ – 76 и основными прави­лами работа с радиоактивными веществами и другими источни­ками ионизирующих излучений ОСП – 72/80 равна 100 мбэр/нед.

1 бэр – единица дозы любого вида, ионизирующего излучении в биологической ткани организма, которая вызывает такой же биологический эффект, как и дозы в 1 рад рентгеновского или гамма– излучения.

1 рад – внесистемная единица поглощенной дозы любого ионизирующего излучения: 1 рад = 0,01 Дж/кг.

Для гамма – излучения бэр численно равен I рентгену.

Следовательно, ПДД = 100 мр/неделю. Рассчитанная интенсив­ность излучения составляет 54 р/неделю, т.е. превышает допустимую в 54 · 0,1 = 540 раз. Значит экран должен обеспечивать ослабление интенсивности излучения в К = 540 раз. Поэтому:

Вариант "Б".

Расчетная доза излучения
р/ ч,

где M – γ эквивалент изотопа в мг – экв Ra; 8,4 – γ – постоянная Ra при платиновом фильтре толщиной 0,5 мм, р·см 2 /мКи·ч.

R – расстояние от источника до рабочего места, см.

Предельно допустимая модность поглощенной дозы для опера­тора категории "А" - Р 0 = 0,1 р/неделю = 100 / t, мр/ч.

где: t – время работы в недели, при 6–часовок рабочем дне t = 30 часов.

Необходимая кратность ослабления

Необходимая кратность ослабления с учетом коэффициента запаса

где n – коэффициент запаса ≥2.

Толщина экрана для ослабления потока излучения в 3,9 раза определяется по формуле:

где  – линейный коэффициент ослабления излучения материалом экрана.

Для ослабления излучения с высоким атомным номером к высокой плотностью пригодны по своим защитным свойствам: а) нержавеющая сталь; б) чугун; в) бетон; г) вольфрам: д) свинец.

Примем энергию изотопа для р – излучения 3 MзB. По справочным данным для энергии излучения Р = 3 МзВ определяем линейные коэффициенты ослабления (табл.8.с181):

для железа:  ж = 0,259 см –1 ;

для бетона:  б = 0,0853 см –1 ;

для вольфрама:  в = 0,786 см –1 ;

для свинца:  с = 0,48 см –1 .

Толщины экранов, рассчитанные для 3,9 кратного ослабления излучения при коэффициенте запаса 2 , из рассмотренных материалов будут равны:

а) железного:

б) бетонного:

в) вольфрамового:

г) свинцового:

Таким образом, для стационарного экрана наиболее практичными и дешевым будет бетонный экран толщиной не менее 24 см; для передвижных экранов могут быть использованы свинец толщиной не менее 4,3 см, железо толщиной не менее 8,0 см или вольфрам толщиной не менее 2,65 см; для разборного металлического экрана можно использовать металлические стрелообразные блоки (кирпичи из чугуна) с толщиной стенки не менее 8см.