«Приборы (технические устройства) радиационного и химического контроля»
Общие положения.
Техногенные аварии и катастрофы, связанные с выбросом химически и радиационно опасных веществ являются наиболее опасными среди всех источников чрезвычайных ситуаций.
Основным поражающим фактором при запроектной аварии на радиационно-опасном объекте является ионизирующее излучение радионуклидов, попавших в окружающую среду.
Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ. Ниже в таблице 1 дан перечень единиц измерения радиологических величин и проведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц.
Наибольший практический интерес с точки зрения оценки обстановки и последствий воздействия на человека представляют экспозиционная, поглощенная и эквивалентная дозы.
Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза — это отношение суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме.
В международной системе единиц (СИ) единицей измерения экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица — рентген(Р). 1 Кл/кг = 3876 Р.
Поглощенная доза (D) показывает, какое количество энергии излучения поглощено в единице массы облучаемого вещества и определяется отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения к массе поглощающего вещества.
За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят грей (Гр). 1 Гр — это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия ионизирующего излучения в 1 джоуль. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад. 1 Гр = 100 рад.
При одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации производят неодинаковое биологическое воздействие на организм. Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон) производит на единице длины пути в ткани больше ионов, чем легкая (например, электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Чтобы учесть этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы. Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения поглощенной дозы на специальный коэффициент — коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества.
Коэффициент относительной биологической эффективности для различных видов излучений
Вид излучения
Коэффициент , Зв/Гр
Рентгеновское и γ-излучение
β-излучение(электроны, позитроны)
Нейтроны с энергией меньше 20 кэВ
Нейтроны с энергией 0,1-10 МэВ
Протоны с энергией меньше 10 МэВ
α-излучение с энергией меньше 10 МэВ
Тяжелые ядра отдачи
Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года - биологический эквивалент рентгена, после 1963 года - биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.
При оценке опасностей, присутствующих при эксплуатации химически опасных объектов, используют понятие «Аварийно химически опасное вещество» (АХОВ) - химическое вещество или соединение, прямое или опосредованное воздействие которого на человека может вызвать острые или хронические заболевания людей или их гибель, которое при попадании в окружающую среду способно вызывать массовое поражение людей и животных, а также заражение воздуха, почвы, воды, растений и различных объектов выше установленных предельно допустимых концентраций (ПДК).
Важнейшим свойством АХОВ является токсичность, под которой понимается их ядовитость, характеризуемая смертельной, поражающей и пороговой концентрациями.
Для характеристики токсических свойств АХОВ используются следующие понятия:
- предельная допустимая концентрация вещества в воздухе (ПДК) - это такое количество вредного вещества в воздухе, которое при ежедневном воздействии на человека в продолжение всего его рабочего стажа не вызывает изменений заболеваний при применении современных средств диагностики,
- токсическая доза (токсодоза)- минимальное количество АХОВ, способное вызвать при попадании в организм, определенный токсический эффект (потеря трудоспособности и смертельный исход). Выявление и оценка концентрации химически опасных веществ в окружающей среде, определение степени опасности является первостепенной задачей при авариях с выбросом АХОВ.
В чрезвычайных ситуациях, связанных с выбросом в окружающую среду радиоактивных, химически опасных или отравляющих веществ могут возникнуть большие очаги ядерного или химического заражения, охватывающие не только отдельные промышленные объекты и населенные пункты, но и крупные административные центры с прилегающими к ним объектами.
Успех спасательных работ во многом будет зависеть от того, насколько быстро и правильно дана оценка сложившейся обстановки и как четко организованно их выполнение.
Для правильной оценки обстановки, определения характера и объема работ организуется разведка района поражения, которая предшествует остальным видам работ, связанных с ликвидацией последствий ЧС.
Разведка организуется соответствующими штабами и осуществляется главным образом силами и средствами аварийно-спасательных формирований или формирований гражданской оброны..
Обнаружение и определение степени заражения ядовитыми, радиационными веществами производится с помощью приборов радиационной и химической разведки или путем взятия проб и последующего анализа их в химических лабораториях.
Основными приборами радиационной разведки являются дозиметры, измерители мощности дозы (рентгенметры), индикаторы радиоактивности и радиометры.
Задачи химической разведки решаются с помощью газовых сигнализаторов, войсковых приборов химической разведки (ВПХР) и т.д.
а) приборы радиационной разведки и контроля
Дозиметрические приборыпредназначаются для:
контроля облучения - получения данных о поглощенных или экспозиционных дозах излучения людьми и сельскохозяйственными животными;
контроля радиоактивного заражения радиоактивными веществами людей, сельскохозяйственных животных, а также техники, транспорта, оборудования, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов;
радиационной разведки - определения уровня радиации на местности.
Кроме того, с помощью дозиметрических приборов может быть определена наведенная радиоактивность облученных нейтронными потоками различных технических средствах, предметах и грунте. Для радиационной (химической) разведки и дозиметрического контроля на объекте используют дозиметры и измерители мощности экспозиционной дозы. (Тактико-технические характеристики дозиметров и измерителей см. в приложении №1.)
Дозиметрические приборы подразделяются на следующие основные группы:
1.Дозиметры — приборы для измерения дозы ионизирующего излучения (экспозиционной, поглощенной, эквивалентной), а также коэффициента качества.
2.Радиометры — приборы для измерения плотности потока ионизирующего излучения.
3.Универсальные приборы — устройства, совмещающие функции дозиметра и радиометра, радиометра и спектрометра и пр.