МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ХАКАССКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции
Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине - опд. Ф. 08:
«Сельскохозяйственная радиобиология».
для специальности 110401.65-Зоотехния
Абакан 2008
- 1 - Кафедра агроинженерных дисциплин
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
По дисциплине «Сельскохозяйственная радиобиология»
Для студентов специальности 110401.65- «Зоотехния»
Тема: Средства и способы защиты при работе с радиоактивными веществами, источниками ионизирующих излучений
Цель занятия: Ознакомить студентов с основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений /ССП - 96/ , нормами радиационной безопасности /НР5-96/, а также требованиями, предъявляемыми к устройству и оборудованию радиологических лабораторий, хранению радиологических изотопов, а также с использованием индивидуальных средств защиты и способами утилизации радиоактивных отходов.
Материалы и оборудование:
1. НРБ-96.
2. Средства индивидуальной защиты: перчатки, халаты, шапочки, пластиковые нарукавники, полухалаты, полукомбинезоны, фартуки, бахилы, респираторы "Лепесток", защитные щитки, пневмокостюм.
3. Пластинки из разных материалов.
4. Дезактивирующие жидкости
5. Рефлектор
6. Радиометры ДП - б, СРП-68-01
7. Набор дистанционных инструментов
8. Полуавтоматические пипетки и пипетки с грушей
9. Кюветы с защитным экраном
Задание 1. Изучить основные положения ИРБ-96.
Задание 2. Ознакомиться со средствами индивидуальной защиты и научиться пользоваться ими.
Задание 3. Подготовить рабочее место для работы с открытыми радиоактивными источниками.
Задание 4. Отработать приемы работы с дистанционными инструментами и механическими пипетками для отбора радиоактивных жидкостей.
Задание 5. Определить эффективность дезактивации различных поверхностей
( пластикат, линолеум, плексиглас, стекло, глазурованная и метлахская плитка) разными дезактивирующими средствами 10%-ные растворы фосфата натрия, щавелевой кислоты, раствор порошка "Защита", вода). Для этого на пластинки из указанных материалов нанести по капле растворов радиоак-
Радиобиология. Лабораторная работа №
тивного фосфата, высушить и определить скорость счета и установить эффективность дезактивации.
Задание 6. Провести дозиметрический контроль посуды, инструментов, оборудования, спецодежды радиометрами дп-5,СРП-б8-01.
Задание 7. Ознакомиться с помещениями кафедры (хранилище изотопов, фасовочная, радиометрическая, радиохимическая, моечная, виварий).
Содержание и методика выполнения задания:
Закон о радиационной безопасности и НР5-96 в законодательном порядке регламентирует основные требования по обеспечению радиационной безопасности и распределяются на все предприятия и учреждения всех министерств и ведомств, которые производят, обрабатывают, применяют, хранят, транспортируют естественные и искусственные радиоактивные изотопы и другие источники ионизирующих излучений, перерабатывают и обезвреживают радиоактивные отходы.
На их основе министерства и ведомства должны разработать и согласовать с органами санитарно-эпидемиологической службы правила проведения работ с применением радиоактивных веществ и других источников ионизирующих излучений.
Госветинспенцией МСХ России разработана и утверждена «Инструкция по работе с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений».
Воздействие ионизирующей радиации на организм животных и человека может быть обусловлено внешним, внутренним или смешанным облучением. Степень радиационной опасности изотопов определяют следующие факторы: вид радиоактивных источников /открытые или закрытые/; физическое или химическое состояние; вид и энергия излучения; радиоактивность, период полураспада изотопа, количество на рабочем месте.
Закрытым называется радиоактивный источник излучения, устройство которого в условиях применения и износа исключает попадание радиоактивных веществ в окружающую среду сплавы, слитки, стержни, диски и т. п.
Открытыми называется радиоактивный источник излучения, при использовании которого возможно попадание радиоактивных веществ в окружающую среду /порошки, жидкости, газы / . Наиболее опасна работа с открытыми источниками излучения. По степени радиотоксичности радиоактивные вещества, применяемые в открытом виде, разделяют на три группы:
Группа А - элементы с особо высокой радиотоксичностью /свинец-210, Полоний-210, Радий-226 и др. /.
Группа Б - элементы с высокой радиотоксичностью 7 стронций-90, йод-126, йод-129, ЙОД-131, церий-144 и т. д./.
Группа В - элементы со средней радиотоксичностью/ натрий-22, фосфор-32, сера-35, нальций-35, железо-59, кобальт-60, цинн-65, цезий-137 и др./.
Радиобиология. Лабораторная работа №
Группа Г - элементы с малой радиотонсичностью /углерод-14,Хром-51 медь-64, железо-55 и др./.
Группа Д - к этой группе относится изотоп водорода-тритий-3.
Степень радиотонсичности определяется величиной предельно допустимой активности изотопа на рабочем месте, не требующей регистрации или разрешения санитарно-эпидемиологической службы /СЭС/.на получение изотопа / табл. 1 /. Таблица 1. Степень радиотонсичности изотопа.
Группа радиотоксичности | Предельно допустимая активность на рабочем месте, не требующая СЭС, мк Ки | Активность на рабочем месте, мк Ки. | ||
Класс работ | ||||
1 | 2 | 3 | ||
А | 0,11 | Более 104 | 10-104 | 0,1-10 |
Б | 1,0 | Более 105 | 102-105 | 1-100 |
В | 10,0 | Более 106 | 10J - 106 | 10-Ю3 |
Г | 100,0 | Более 10' | 104-10; | 102-104 |
Д | 1000,0 | Более 108 | 10ь - 108 | 10j-105 |
Все работы с открытыми радиоактивными изотопами разделяют на три класса, а это определяет требования к размещению и оборудованию лабораторий. Для работ 3 класса специальные требования к размещению лабораторий не предъявляются, однако такие работы проводят в отдельных помещениях / комнатах/. Рекомендуется устройство душевой и помещения для хранения и фасовки радиоактивных веществ, пункта дозиметрического контроля и шкафов для хранения спецодежды.
Лаборатории для работ 2 класса необходимо размещать в отдельной части здания, изолированно от других помещений с санитарным пропускником или душевой с радиационным / дозиметрическим/ контролем на выходе.
Помещения для работ 1 класса размещают в отдельном здании из изолированной части здания или изолированной части здания с отдельным входом только через санпропускник и разделяют на три зоны:
1 зона - камеры, боксы, помещения, где размещается технологическое
оборудование.
2 зона - помещения для ремонта оборудования, проведения работ, связанных с вскрытием
технологического оборудования , места загрузки и выгрузки радиоактивных материалов, временного
хранения и удаления отходов.
Радиобиология. Лабораторная работа №
3 зона - помещения для постоянного пребывания персонала. Помещения лаборатории, предщ значенные для проведения работ с радиоактивными веществами, до начала эксплуатации принимает по акту комиссия из представителей учреждения, СЭС, технологической инспекции профсоюза, органов внутренних дел. На основании акта местные органы СЭС выдают санитарный паспорт, дающий право на получение, хранение и использование радиоизотопов лабораторией.
ТРЕБОВАНИЯ К РАДИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ.
Площадь лаборатории в расчете на одного работающего должна быть не менее 10 м.
Набор помещений лаборатории следующий: а/ хранилище - фасовочная площадь 15-20 м2; б/ препараторская радиохимическая -15м2; в/ радиометрическая - ю-15 м2/одна или две комнаты/ ; г/ санпропускник / душ / для персонала; д/ бытовые помещения.
Пол в помещениях должен иметь уклон к канализационным трапам, покрыт пластиком, края которого должны иметь высоту 20 см и заделаны заподлицо с покрытием стен. Стены в хранилище-фасовочной, препаратной и радиохимической высоту 2 м облицовывают глазированной плиткой, остальные части стен, потолок покрывают маслянной красной. Углы помещений должны быть закругленными, потолок, двери и переплеты окон должны иметь простые профили, а оборудование и рабочая мебель гладкую поверхность, простую конструкцию и малосорбирующие покрытия. Лабораторию обязательно обеспечить водопроводом с холодной и горячей водой, краны должны иметь локтевое и педальной управление.
Приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечить в помещении пятикратный воздухообмен в час, скорость движения воздуха в вытяжных шкафах и боксах не менее 1,5 м/с. Загрязненный воздух из вытяжных шкафов, боксов перед выбросом в атмосферу надо очищать на эффективных фильтрах.
Сбор, удаление и обезвреживание радиоактивных отходов.
Радиоактивные отходы бывают жидкие и твердые. Жидкие отходы считаются радиоактивными, если содержание радиоактивных веществ в них превышает среднегодовые допустимые концентрации СДК, установленные для воды НРБ-96 .
Радиоактивные отходы собирают и удаляют отдельно от нерадиоактивных.
Радиоактивные отходы, содержащие короткоживущие изотопы с периодом полураспада не более 15 суток, временно хранят в специальных помещениях/комнатах/ в течении времени, обеспечивающего снижение активности за счет физического распада до допустимых показателей СДК. Отходы, содержащие большое количество органических веществ /трупы животных, продукты животного происхождения и т. п./,хранят не более 5 суток, если нет условий хранения в холодильниках или в консервирующих составах. Транспортируют радиоактивные отходы в пункты захоронения на специ
Радиобиология. Лабораторная работа №
альных машинах. Сбор, выдерживание, обезвреживание радиоактивных отходов в лаборатории оформляются в специальном журнале.
Содержание радиоактивных веществ и дезактивация рабочих помещений и оборудования в лаборатории...
Радиоактивное загрязнение наружных поверхностей оборудования, инструментов, лабораторной посуды, поверхностей рабочих помещений и отделений для хранения спецодежды не должно превышать допустимых уровней / частиц/см2/ мин/.
Во всех помещениях, где ведут работы с открытыми радиоактивными источниками, требуется ежедневная влажная уборка и не реже 1 раза в месяц - полная уборка с мытьем полов, стен, дверей, окон и наружных поверхностей оборудования. Сухая уборка помещений запрещается. 3 лаборатории должен быть постоянный запас дезактивирующих средств /щавелевая кислота, фосфаты, моющие средства "новость","Кристал", "Защита" и др./,с которыми проводится работа.
По окончании работы каждый сотрудник должен убрать свое рабочее место, дезактивировать посуду, инструменты и другое оборудование до предельно допустимых уровней, контролируя радиометрическими приборами. Если разлит радиоактивный раствор или рассыпан порошок, то нужно выключить вентиляцию, надеть средства индивидуальной защиты и принять меры к сбору раствора или порошка и удалению их, а затем эти места подвергают радиометрическому контролю.
Меры индивидуальной защиты и личной гигиены при работе с радиоактивными веществами.
Радиоактивное загрязнение спецодежды, индивидуальных средств защиты и кожных покровов персонала не должно превышать допустимых уровней /частиц /см /мин./приведенных в таблице 2. Таблица 2. Допустимые уровни загрязнения персонала радиоактивными веществами/частиц/см2/мин/.
Объект загрязнения | Альфа - излучающие изотопы | Бета - излучающие изотопы | |
Высокой токсичности | прочие | ||
Кожные покровы | 5 | 5 | 100 |
Полотенца | 5 | 5 | 100 |
Спец белье | 5 | 5 | 5 |
Внутренняя поверхность лицевых частей | 5 | 5 | 100 |
Средств индивидуальной защиты | |||
Основная спецодежда | 10 | 40 | 800 |
Дополнительные средства | 800 |
Радиобиология. Лабораторная работа № 1
-6-
индивидуальной защиты: а/внутренняя поверхность | 10 | 40 | |
б/ наружная поверхность | 100 | 100 | 8000 |
Загрязнение личной одежды не допускается, а в случае загрязнения их дезактивируют или утилизуют как радиоактивные отходы.
Лица, работающие с открытыми радиоактивными источниками, обеспечиваются средствами индивидуальной защиты: халатами, шапочками, полукомбинезонами, пневмокостюмами /при ликвидации аварий, уборке вивария и т. п./,дополнительной спецобувью /резиновые сапоги, пластиковые следы, бахилы/: при работе с радиоактивными газами, аэрозолями, порошками - фильтрующими и изолирующими средствами защиты органов /респиратор "Лепесток",противогаз/,для защиты глазщитки из оргстекла.
После работы перед снятием средства индивидуальной защиты должны быть проверены на чистоту, при загрязнении - дезактивированы до предельно допустимых уровней в специально отведенном месте. Руки и отдельные части тела, загрязненные РВ, необходимо немедленно вымыть водой с мылом или порошком "Защита".
В помещениях для работы с открытыми РВ запрещается: а/ пребывание сотрудников без необходимых средств индивидуальной защиты;
б/ хранение пищевых продуктов, табачных изделий, косметики, домашней одежды; в/ прием пищи, курение, пользование косметикой.
Радиационный контроль проводится или выделенными лицами из числа сотрудников, прошедших специальные подготовку, или службой радиационной безопасности.
Индивидуальный контроль за дозами облучения персонала проводят 1 раз в месяц, контроль за уровнем загрязнения рабочих поверхностей оборудования, ножных покровов и спецодежды работающих - каждый раз л. после работы с РВ, уровень загрязнения смежных помещений контролируются 1 раз в квартал, контроль за содержанием РВ в воздухе рабочих помещений - не реже 2-х раз в месяц, а в сточных водях-1 раз в квартал.
Данные всех видов радиационного контроля регистрируют в журнале.
в НР5-96 приведены предельно допустимые дозы внешнего облучения и предельно допустимое поступление радиоизотопов при внутреннем поступлении РВ для категорий облучаемых лиц. к работе с РЗ и другими источниками ионизирующих излучений допускаются лица не моложе 18 лет, перед поступлением на работу прошедшие обязательный медицинский осмотр. Работающие должны ежегодно проходить медицинский осмотр: женщин на весь период беременности и кормления ребенка надо освободить от работ с источниками ионизирующих излучений.
Радиобиология. Лабораторная работа № Кафедра ТППСХП
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
По дисциплине «Сельскохозяйственная радиобиология»
Для студентов специальности 110401.65 - «Зоотехния»
Тема: Радиометрия. Методы и приборы, используемые для радиационной экспертизы
сельскохозяйственного производства.
Цель занятия: Изучить устройство и порядок работы на радиометрах ДП-100,РПС-2-ОЗА, ДП-5.
Материалы и оборудование:
1. Радиометры ДП 100.
2. Радиометры с торцовыми счетчиками МСТ-17.
3. Пробы золы молока, мяса, костей, рыбы, сена и комбикорма.
4. Стандартные алюминиевые подожки.
5. Весы аналитические и торсионные.
Задание 1. Изучить правила и порядок подготовки к работе радиометра ДП 100.
Задание 2. Изучить градуировку радиометрических приборов по отдельным радиоизотопам.
Содержание занятия. Радиометрами называют приборы, позволяющие вести счет отдельных квантов или частиц при определении радиоактивности. В России промышленность выпускает радиометры различных систем и конструкций, которые имеют принципиальное сходство в устройствах. Среди радиометров можно выделить 2 основные группы:
1. Переносные радиометры (Луч-А, РУП-1, «Тисс»,ДСУ-60й, ДП-5 и др.). Они в основном
предназначены для измерения загрязненности поверхностей радиоактивными веществами, для
измерения скорости кровотока, сканирования.
2. Лабораторные стандартные радиометры(Б-2,Б-3,ПП-16,ДП-Ю0,РПС-2-ОЗА и др.)
используют в биологических гигиенических исследованиях при применении радиоактивных
изотопов, контроле за радиоактивностью объектов ветеринарного надзора.
Питание стационарных радиометров обеспечивается от сети переменного тона, а переносных -от батарей, аккумуляторов и от электросети.
Лабораторные радиометры состоят из детектора излучений(газоразрядные или сцинтилляционные датчики),импульсного усилителя, пересчетной схемы, электромеханического счетчика или детектора и блока питания (трансформаторы, выпрямитель, конденсаторы).
Радиобиология. Лабораторная работа №
Детекторы излучения могут помещаться в свинцовые домики для уменьшения скорости счета," обусловленного естественным фоном.
Перед использованием радиометрической установки необходимо предварительно изучить конструкцию прибора, соединение его узлов, последовательность включения по прилагаемым к прибору описаниям и инструкциям, проверить работу отдельных узлов и выносных блоков, а затем стабильность работы установки в целом. Для проверни пересчетной схемы радиометра используют колебания переменного тона в электрической сети. Детектор при этом не участвует, т. н. регулируемое высокое напряжение постоянного тока на него не подается.
ПОДГОТОВКА И ПОРЯДОК РАБОТЫ НА РАДИОМЕТРЕ ДП-100
Декадно - счетные установки типов ДП-100,ДП-ЮО м, ДП-100- АД-м выполнены в полевом и стационарном вариантах и предназначены для измерения радиоактивности объектов с Помощью газоразрядных счетчиков и альфа - датчиков (ЦП-100 М. ДП-ЮО-АД М).
Установки работают с торцовыми (МСТ-17,СБТ-7,Т-25-5ТЛ и др.) и цилиндрическими (СТС-5,СТО-б и др.) счетчиками.
Питание установки осуществляется от сети переменного тока с напряжением 90-250 в, а также от аккумуляторов типа 5-КН-45К с максимальным напряжением 6 в. Блок питания обеспечивает подачу на газоразрядные счетчики к альфа - датчики в пределах 3, а также стабилизированного напряжения от 390 до 420 В.
Радиометры данного типа позволяют пересчитывать поступающие импульсы с частотой, не превышающей^ 500 имп/мин, с коэффициентом пересчета 100. Объем регистрации импульсов.
Выполнение работы для подготовки стационарного варианта установки следует:
1. Установку заземлить.
2. Переключатель питания прибора установить в положение "Выкл."
3. Переключатель высокого напряжения установить в положение "Пределы 2000".
4. Регулятор высокого напряжения повернуть против часовой стрелки до отказа.
5. Соединить блок счетчика со свинцовым домиком и с пересчетной установкой соединительными
кабелями.
6. Штепсельную вилку включить в электрическую сеть с напряжением 220 В.
7. Переключатель питания прибора перевести в положение "Сеть".
8. Прогреть прибор 3 мин.
9. Завести секундомер.
10. Нажать на кнопку "Пуск" и установить секундомер на нуль, неоновые лампочки погаснут.
11 .Переключатель рода работы перевести в положение "Проверка ламп", все индикаторные лампочки должны гореть.
Радиобиология. Лабораторная работа №
12. Проверить работу счетной схемы. Переключатель рода работы перевести в положение
"Контроль", начнут поступать сигналы от контрольного генератора.
13. Сбросить показания ЭМС нажатием на кнопку сброса.
14. Нажать кнопку "Пуск" и запустить счет не более 200 имп.
15.Повторно нажать кнопку "Пуск", счет и секундомер остановятся. Разница между ЭМС и лампочками не должна превышать 1 деление большой шкалы.
16. Переключатель рода работы перевести в положение "Работа" и сбросить показания лампочек,
секундомера и ЭМС.
17. Регулятором "Плато" установить по вольтмеру рабочее напряжение счетчика.
18. Определить скорость счета от фона (Ж1,имп/мин). Время счета не менее 5 мин.
19. Поместить под счетчик радиоактивный препарат и измерить скорость счета /г от препарата и
фона (имп/мин).
20. Определить скорость счета от препарата (ТМф) за вычетом фона установки.
21. Рассчитать активность препарата.
22. По окончании работы снять высокое напряжение ручной потенциометра, убрать радиоактивный
источник, выключить переключатель питания "Сеть" на приборе и штепсельную вилку.
ГРАДУИРОВКА РАДИОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ ПО ОТДЕЛЬНЫМ РАДИОИЗОТОПАМ
Цель занятия. Освоить работу по определению эффективности счета
установки по радиоизотопам 40к, 9Оу, шС,1311 . Содержание занятия. При измерении препаратов с помощью газоразрядных счетчиков получают скорость счета (имп/мин), которая пропорциональна, но не равна радиоактивности этих препаратов. Переход от скорости счета препаратов и их активности осуществляется с помощью пересчетного коэффициента (эффективность счета), определяемого по каждому измеряемому радиоизотопу. Для градуировки радиометрической установки используют эталонные источники. Эталоном называют радиоактивный препарат с точно известной активностью, выраженной в расп./мин. или в кюри.
Под эффективностью счета (КЭфф) установки понимают отношение числа зарегистрированных импульсов в минуту к активности эталона, выраженное в процентах:
№этимп1мин
Кэфф =------ — * 100 %
Аэтрасп I мин. Рэт
где Рэт - поправка на самопоглощение бета-частиц в препарате.
Она вводится в формулу, если эталон приготовлен промежуточным слоем. Коэффициент Р рассчитывают по формуле:
Р=(А1/2 )' А1/2 где d - толщина слоя препарата мг/см ;
Радиобиология. Лабораторная работа №
А 1/2 - слой половинного ослабления бета-частиц, мг/см2 алюминия. Можно определить коэффициент
Р по таблице справочника, предварительно получив частное от деления:
Эффективность счета установки при использовании торцового счетчика зависит от ряда условий (энергии излучения, материала подложки, толщины слюдяного окна счетчика, расстояния от эталона до счётчика и др.)
Для градуировки радиометров используют эталоны тех же изотопов, которые находятся в исследуемых пробах. При проведении радиохимического анализа проб из объектов ветеринарного надзора для определения удельной радиоактивности по стронцию-90,цезию-137,поло-нию-210,йоду-131 градуируют приборы с помощью стандартных эталонных источников (стронций-90,иттрий-90,цезий-137,плутоний-239), или используют эталоны, приготовленные в лаборатории из эталонных растворов этих изотопов. Эталоны должны иметь ту же форму и размеры что и измеряемые пробы.
Для определения суммарной бета - активности проб из объектов ветеринарного надзора используют калиевый эталон, приготовленный из хлороного калия (КС1),в котором содержится радиоактивный 40Н. 40К - естественный радиоизотоп, смешанный бета-гамма-излуча%-бе-та-излучение и 12%-гамма-излучение). Средняя энергия бета-частиц-0,51 МэЗ, мансимальная-1,325 МэВ, период полурасЪда-1,42.Ю9года,
слой половинного ослабления (А'мг/см2.В смеси изотопов природного калия содержится 0,0119% радиоактивного 40К. Из КС1, высушенного при 105° и тщательно растертого в ступне, готовят навески эталона 200 или 300 мг, которые помещают на стандартные подложки, уплотняют, выравнивают поверхность через кальку и рассчитывают активность.
Расчет бета - активности 40К в 100 мг КС.
1. Определить молекулярную массу
39,1+35,4= 74,5 Г
2. Найти содержание калия в 100 мг КС1:
74,5 Г+ 39,1 =100МГ:Х
v 100*39.10103
X = ,----- = 52.3тг.
74.5Ч03'
3. Рассчитать содержание 40К в 52,3 мг калия:
52,3 МГ : 100% = X : 0,0119%
4. Зная," что активность 1г к равна 6,28 * 10"6 Ки, определить активность 6,2 * 10"6 40К: 1г : 6,28 X 10'6Ки=6,2 * 10"бг:Х Ки
Радиобиология. Лабораторная работа №
* ш12 |
5. Выразить активность в распадах в минуту. Для этого активность в Кюри умножают на 2,22
1O'Z расп/мин (1 Ки):
АЭТ =38,9 * 10"12Ки * 2,22 * 1012расп/мин = 86,3 расп/мин мин
6. Учитывая гамма - излучение, определить число бета-частиц в минуту, образующихся в
эталоне:
86,3 расп/мин : 100% = X : 88%
_. 86.3*88 '
X = =75,9 бета-частиц/мин
100
Таким образом, эталон из 100 мг МС имеет бета - активность 75,9 и или округленно 76 бета-распадов в минуту, а эталон 200 или 300 мг - соответственно 152 и 228 бета- расп/мин.
Для приготовления эталонов стронция-90, цезия-137,йода-131 в лаборатории готовят растворы, растворы этих изотопов с точно известной удельной радиоактивностью, затем определенную часть каждого из этих растворов ( активностью 100-200 расп/мин) наносят микропипеткой на три стандартные алюминиевые подложки ( площадью 2,5 см2) , покрытые полистиролом, равномерно распределяют по поверхности и высушивают на воздухе при комнатной температуре или под инфракрасной лампой.
Порядок выполнения работы:
1. Приготовить три эталона из КС1 по 300 мг на стандартных подложках.
2. Рассчитать активность эталонных растворов стронция-90, цезия-137(» йода-131,используя
паспортные данные.
3. Приготовить по три эталона каждого изотопа на стандартных подложках активностью 100-
200 расп/мин.
4. Подобрать из наборов в/о "Изотоп" стандартные эталонные источники стронция-90,иттрия-
90,цезия-3 7,плутония-23 9.
5. Подготовить экран из алюминиевой фольги толщиной 150 мг/см2.б< Подготовить радиометр
со счетчиком т-25 БФЛ к работе.
7. Определить скорость счета от фона (имп/мин). Время счета (Ц)-20 мин.
8. Определить эффективность счета установки по калиевому эталону, для чего:
а/ установить скорость счета от каждого из трех эталонов (N03T имп/мин) , время счета (t3T) -20 мин;
б/ определить эффективность счета по формуле;
в/ из трех определений рассчитать средний показатель.
9.Определить эффективность счета по иттрию-90, для чего:
а/ поместить под счетчик эталон стронций-90, иттрий-90;
б/ закрыть эталон экраном из фольги толщиной 150 мг/см2 (такая толщина экрана ослабляет бета-излучение иттрия-90 в 2 раза и практически полностью поглощает бета-излучение стронция - 90 (ослабляется в 128 раз); Время счета-30 мин.;
в/ установить скорость счета от эталона (No эт. имп/ мин).
г/ определить эффективность счета по формуле: N
где No - скорость счета от эталона без фона;
Аэт- активность эталона в расп/мин, равная половине активности эталона (стронций-90,иттрий-90);
0,5- коэффициент половинного ослабления излучения иттрия-90 экраном, толщиной 150 мг/см2.
10. Определить эффективность счета по цезию-137 и йоду-131:
а/ поместить под счетчик эталонные источники и определить скорость счета от них без фона. Время
счета по 20 мин;
б/ рассчитать эффективность счета по формуле;
11. Определить эффективность счета установки по альфа- излучению, используя эталонный
источник плут'ония-239 в/о "Изотоп".
Примечание. Активность эталонных источников В/О "Изотоп",указанную в геометрии 2л следует умножить на 2,чтобы перевести активность в геометрию 4тг. Оснащение занятия:
Радиометры со счетчиками Т-25-БФЛ, растворы изотопов стронция-90, цезия-137,йода-131, стандартные подложки, эталонные источники стро-нций-90,цезий-137,плутоний-239.
Радиобиология. Лабораторная работа № Кафедра ТППСХП
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
По дисциплине «Сельскохозяйственная радиобиология»
Для студентов специальности 110401.65 - «Зоотехния»
Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ БЕТА-РАДИОАКТИВНОСТИ ОБЪЕКТОВ
ВЕТЕРИНАРНОГО НАДЗОРА.
Цель занятия: освоить методы отбора, подготовки проб молока, мяса, костей, рыбы, комбикорма, для определения суммарной бета - радиоактивности в них. Материалы и оборудование:
1. Радиометры с торцовыми счетчиками МСТ-17.
2. Пробы золы' молока, мяса, костей, рыбы, сена и комбикорма.
3. Стандартные алюминиевые подожки.
4. Весы аналитические и торсионные.
5. Пробы молока, костей рыбы, сена, комбикорма.
6. Стеклянные бутылки на 1 и 0,5 л.
7. Пластмассовые мешочки.
8. 40%-ный раствор формалина.
9. Ножницы.
10. Тигли и фарфоровые чашки, прокаленные и взвешенные.
11. Эксикаторы с прокаленным СаС1.
Ступка с пестиком.
9. Весы технические и аналитические.
10.Совочки.
11 .муфельные печи.
12.Астбестовые пластинки.
13.Газовые горелки.
14.Респираторы "Лепесток".
15.Вата, марля.
16.Стандартные алюминиевые подложки.
П. Сушильный шкаф на 105-110°.
Задание 1. Отобрать средние пробы молока, мяса, рыбы, костей, сена, комбикорма для определения суммарной бета - активности.
Задание 2. Составить акты на взятие пробы.
Задание 3. Упаковать пробы и написать этикетки.
Задание 4. Измельчить пробы мяса, костей, рыбы, сена.
Радиобиология. Лабораторная работа №
Задание 5. Взять навески от средних проб.
Задание 6. Высушить пробы мяса и рыбы и выпарить молоко.
Задание 7. Сжечь пробы в тиглях и чашках.
Задание 8. Поставить пробы в муфель для озоления при температуре 450°. далее по описанной выше методике проводят озоление под наблюдением лаборанта.
Задание 9. Научиться определять суммарную бета-активности проб.
Задание 10. Освоить экспресс-метод определения удельной радиоактивности
Содержание занятия: Суммарная бета-активность отражает удельную радиоактивность (Ки/кг, Ки/л) объектов ветнадзора, обусловленную неизвестной смесью бета - излучающих изотопов. Она позволяет оперативно получить ориентировочные сведения о радиоактивности исследуемой пробы.
Основным же методом определения радиоактивности в объектах ветеринарного надзора считается радиохимический анализ. Не зная, какие именно радиоизотопы обуславливают радиоактивность пробы, нельзя квалифицированно судить о допустимости и безвредности ее использования. Разные радиоизотопы имеют различную радиотонсичность, и поэтому установленные предельно допустимые концентрации в объектах внешней среды различаются между собой в раз и более.
Входящий в состав исследуемых объектов калий за счет естественного радиоактивного изотопа 40К создает активность порядка Пх 10" Ки/кг сырой пробы, но суммарная бета - активность, кроме К может быть обусловлена промышленным содержанием других радиоизотопов, среди которых могут быть изотопы высокой радиотонсичности (например, 1311,90Sr, l37Cs и др.).
Постоянный контроль за радиоактивной загрязненностью объектов ветеринарного надзора осуществляют радиологические отделы республиканских, краевых, областных ветлабораторий. Радиоактивность определяют в следующих объектах:
а/ в фураже - грубых нормах (сено, солома, мякина),концентрированных нормах (комбикорма, зернофураж, отруби, жмыхи),сочные норма (трави с пастбищ и сенокосов, силос, корнеклубнеплоды, капуста);
б/в сырых продуктах лсивотноводства (молоко, мясо, рыба, кости, яйца и т. д.); в/в воде открытых водоемов, используемых для поения животных; г/в сырье и продуктах животного происхождения, ввозимых из-за рубежа.
ОТБОР И ПОДГОТОВКА ПРОБ.
Определение радиоактивности в объектах включает в себя отбор проб, подготовку пробы к исследованию, радиометрию и радиохимический анализ.
Для отбора проб на территории республики намечают не менее 3-6 контрольных пунктов в качестве контрольных пунктов могут быть колхозы, совхозы и другие хозяйства, типичные для данной
Радиобиология. Лабораторная работа № 3
-3-
республики с учетом их географического расположения, местных природных условий (рельеф, тип почв, характер растительного покрова, количество выпадающих осадков) и экономики. Чем более однородна территория по указанным признакам, тем меньше может быть число контрольных пунктов.
Образец пробы должен быть типичным для объекта, а масса его(объем)достаточный, чтобы после концентрирования получить количество золы, необходимое для определения суммарной бета-активности и проведения радиохимического анализа.
Срони и примерные нормы отбора проб объектов ветнадзора для исследования на радиоактивность представлены в таблице:
Объект исследования | Сроки отбора проб | Масса проб | |
Для определения сумм бета-актив | Для радиохими ческого анализа | ||
Трава | Весна, лето, осень | 50-ЮОг. | 4-5 кг. |
Грубые корма | осень | 20-30 г. | 1-1,5 кг |
Корнеклубнеплоды и овощи | осень | 50-ЮОг. | 3-6 кг. |
Концентрированные корма | Осень (привезенные по мере поступления) | 30-40 г. | 1 кг. |
Молоко | ежеквартально | 50-ЮОг. | 5-6 л. |
Мясо | весна и осень | 40-50 г. | 3 кг. |
Кости | весна и осень | 5-10 г. | 0,5 кг. |
Рыба свежая | по мере поступления | 50-ЮОг. | 3 кг. |
Вода | весна и осень | 0,5 л. | 10-20 л |
На взятые пробы составляют ант в 2 экземплярах, в котором указывают:
1 .Кем взяты пробы (учреждение, должность, фамилия, имя, отчество).
2.место и дата отбора проб.
3.Название продукта.
4.Опись взятых проб; номера проб, их масса.
5.нуда направляют пробу.
Цель исследования. б. Подписи (отборщика, представителя хозяйства).
Правила отбора проб:
Трава .Контрольные пункты отбора устанавливают как на низинах, тан и на горных пастбищах и сенокосах, удаленных от дорог не менее 200 м. Траву срезают на трех участках, расположенных по треугольнику, отстоящих друг от друга примерно на 100 м. Пробу взвешивают, записывают сырую
ч
Радиобиология. Лабораторная работа №
массу и помещают в целлофановый мешок. Пробы сена, соломы, мякины, силоса, корнеклубнеплодов и концентратов берут при их закладке на зиму. Отбирают среднюю пробу и помещают в мешок, целлофан, восковую бумагу или в бумажные пакеты.
Воду из рек, прудов и озер отбирают у берегов, в местах водопоя животных. Если водоем глубокий, то. берут 2 пробы с поверхности и на расстоянии примерно 0,5 м от дна (чтобы не захватить отложения). Пробы воды помещают в чистые бутылки, предварительно ополоснув их исследуемой водой. Чтобы понизить адсорбцию радиоизотопов на стекле, воду подкисляют азотной кислотой до слабокислой реакции.
Мясо берут из нежирной части туши. Из костей лучше брать последние ребра. Пробы мяса и костей от туш каждого вида и возраста животных исследуют раздельно.
Рыбу отбирают или целыми экземплярами (при массе до 0,5 кг),шли отдельными частями (голова с частью туши, часть туши с позвоночником).Если есть опасность порчи мяса и рыбы при доставке проб р радиологический отдел, то их консервируют путем завертывания в несколько частей марли, обильно смоченной 4-5%-ным раствором формалина, или помещают пробы в плотно закрывающиеся банки (полиэтиленовые мешки ),нуда вкладывают большой тампон ваты (фильтровальной бумаги),смоченной 40%-ным раствором формалина. Целые тушки птицы и рыбы можно консервировать путем иньецирования в них 5%-ного формалина при помощи шприца. Молоко, перед взятием пробы перемешивают. Из большой тары берут пробы с поверхности и из глубины (стеклянной трубной). Можно надаивать молоко от разных норов (выборочно) в чистые бутылки. Для радиометрического и радиохимического анализа можно использовать как цельное, так и отсепарированное молоко.
Каждую отобранную и помещенную в т ару проб у упаковывают в ящик и опечатывают. К таре прикрепляют этикетку с указанием названия пробы, места, и даты взятия, массы пробы.
Подготовка проб для определения радиоактивности.
Пробы, доставленные в лабораторию, хранят и обрабатывают в отдельной комнате с оборудованным столом, вытяжным шкафом и приспособлениями для мытья проб (корнеклубнеплодов) и тары.
Для приготовления средней пробы присланный материал тщательно перемешивают. Пробы мяса и овощей измельчают ножом или на мясорубке, сено и солому - ножницами. В связи с небольшой концентрацией радиоизотопов в пробе необходимо провести концентрирование. Концентрирование жидких проб проводят путем выпаривания с последующим сжиганием и озолением, а твердые пробы высушивают, сжигают и озоляют.
Фарфоровые тигли и чашки, предназначенные для озоления проб, тщательно моют, высушивают, нумеруют (можно растворам хлорного железа), прокаливают и в муфельных печах до постоянной массы, затем. охлаждают в эксикаторах и взвешивают записывая их массу. В прокаленные и взвешенные тигли и чашки помещают навески материала от средней пробы необходимой массы или
Радиобиология. Лабораторная работа №
объема (см. таблицу).молоко, мясо, и пр., выпаривают и обугливают (сжигают).
Сжигание проводят на электрической плите или на газовой горелке, не допуская горения проб пламенем во избежание потери радиоизотопов. Обугливание (сжигание) считается законченным по прекращении вспучивания материала (мясо, молоко) и отхождения дыма. Работу проводят в вытяжном шкафу.
Озоление проб проводят в муфельных печах при температуре не выше 450° ,чтобы избежать потери радиоизотопов В результате возгонки.
Тигли или чашки с обугленным материалом» ставят для озоления в охлажденные печи или нагретые до температуры не выше 300 ,т. н. возможно спекание пробы (особенно мяса, овощей, молока), а затем повышают температуру до 400-450 .Озоление считается законченным, когда зола приобретает белый или серо-белый цвет, в зависимости от материала пробы.
После некоторого остывания озоленные пробы переносят из муфеля в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают.
Вычитая из общей массы тигля с золой массу тигля, определяют массу полученной золы. Рассчитывают коэффициент озоления (коэффициент зольности) пробы, который используют для пересчета активности на 1кг объекта исследования.
Для твердых проб коэффициент озоления "М" рассчитывают по формуле:
где Mi - масса взятой сырой навески для озоления в граммах;
мг - масса полученной золы в граммах. Для жидких проб (молоко, вода) используют формулу:
где Mi - объем пробы воды или молока в литрах;
М2 - масса полученной золы в граммах.
Готовую золу растирают до мелкого порошка обратным (узким) концом пестика в той же чашке или
тигле, затем отвешивают на стандартной алюминиевой подложке 200 или 300 мг, тщательно
разравнивают, уплотняют через кальку и проводят радиометрию.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ БЕТА - АКТИВНОСТИ ПРОБ.
Приготовленные препараты зольных остатков молока, мяса, костей, рыбы, сена и комбикорма по 200 или 300 мг на стандартных алюминиевых подложках площадью 2,5 см2 подвергают радиометрии (измерение скорости счета). Конечный результат радиоактивности проб исследуемых объектов выражают удельной активностью (Кюри/мг, Кюри/л, Кюри/м2 и т. д.) по найденной удельной активности зольных остатков (&/,Кюри/ кг и т. д.).
Порядок проведения работы.
Радиобиология. Лабораторная работа №
1. Подготовить радиометр ДП-ЮО со счетчиком МСТ-17 к работе.
2. Проверить работу пересчетной схемы.
3. Установить рабочее напряжение счетчика.
4. Определить скорость счета от фона. Измерение необходимо провести в течении 30 мин в тех же
условиях, что и измерение проб. Вычислить скорость счета от фона (имп/мин) по формуле:
где Иф - общее число сосчитанных импульсов за Т мин; Т - время счета в минутах.
После измерения проб фон проверить повторно. При заметном изменении фона для расчета взять среднее от двух измерений.
6.Поместить под счетчик на расстоянии 3-5 мм от окна счетчика эталонный препарат 4оК (200 или 300 мг КС1),приготовленный на стандартной алюминиевой подложке площадью 2,5 см2.
7. Определить-число зарегистрированных импульсов от эталона за Т мин (обычно равно 20 мин).
8. Строго при одинаковых условиях (расстояние от препарата до счетчика, размер и материал
подложки, рабочее напряжение и т. п.) измерить скорость счета от препаратов озоленных проб (по
200-или 300 мг).
Определить скорость счета 1 от препаратов и фона:
N= Т— имп/мин
9. Рассчитать счета от препаратов определить по формуле:
No = N1 - No имп/мин
10. Рассчитать удельную радиоактивность проб.
Расчет удельной бета - радиоактивности исследуемых проб. 1. По пропорции относительным методом: A *N
а) Апр = расп/мин
где Аэт - активность эталона 40К расп/мин;
N03T - имп/мин от эталона без фона;
NOnp - имп/мин от препарата без фона;
Апр - неизвестная активность препарата золы 200 шли 300 мг.
б) Определить активность препарата золы пробы, рассчитать удельную активность 1 кг золы (g).
2*102
2 х 102 мг : АПр = 10бмг : g ;g = —------ расп/мин/кг
10 * Am
1 Радиобиология. Лабораторная работа №
где 2*1мг золы; 10бмг - выражение 1 кг золы в мг.
в/ Определить удельную активность сырой пробы по формуле:
Q = q*M расп/мин/кг г/ Выразить активность пробы в Кюри/кг
. 0 расп/мин/кг т,
Апр = гт = Кюри/кг
2,22:10 расп/ мин
2. По эффективности счета радиометрической установки, которую определяют по эталону 40К (200 или 300 мг КС1).
где N3T - скорость счета от эталона в имп/мин;
Аэт - активность эталона в расп/мин;
Р эт - поправка на самопоглощение бета-частиц в образце, т. к. эталон (200 или 300 мг КС1 )
приготовлен промежуточным слоем
Примечание. Эффективность в этой формуле выражают не в %, а в долях числа. Например, если Кэфф=10%,то в формуле подставляют 0,1. в/ Далее определить удельную активность 1нг золы (q) в Кюри/кг. г/ Определить удельную активность 1кг сырой пробы: Q = q*M Кюри/кг 10. Суммарную бета-активность исследуемых проб выразить в НаноКюри/ кг (п-10"9 Ки/кг.)
ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ РАДИОАКТИВНОСТИ В практике исследования радиоактивности объектов внешней среды перед работниками радиологических отделов может возникнуть необходимость быстрого определения (с точностью ± 100%) суммарной радиоактивности. Для данного случая предлагаются следующие возможные варианты. А. Метод тонкого слоя, при определении удельной бета - активности растворов на алюминиевую подложку с диаметром углубления 18 мм или 40 мм наносят 1мл исследуемой жидкости и дважды (по 5 минут) измеряют радиоактивность приготовленного образца на торцовом счетчике типа Т-25-БФЛИЛИМСТ-17.
В случае резного расхождения между двумя измерениями ( в 2 и более раза) проба измеряется третий раз, и на основании полученных результатов выводиться среднее значение из двух наиболее
Радиобиология. Лабораторная работа №
близких по величине результатов измерений.
Удельная бета-активность исследуемых проб при возрасте продуктов ядерного деления до 1 года рассчитывается по формуле: А= K*N0 микр. о Кюри/литр,
где No - среднее значение скорости счета от пробы (без фона) в имп/мин. К коэффициент перевода импульсов в минуту в микро Кюри/литр.
Значение коэффициента Н в зависимости от типа счетчиков и расстояния от подложки до счетчика приведены в таблице;
При определении удельной бета - активности сыпучих материалов (мука, комбикорм, толченые сухари и т. д.) на указанные подложки ( диаметр 18мм или 40мм) наносят 100мг исследуемого вещества и удельную бета-активность находят по формуле: А = 10*K*NoMHKpo кюри/кг
Суммарная радиоактивность почвы, зернофуража, сена и т. д. определяется методом толстого слоя.
Расстояние от пробы до собирающего электрода счетчика в мм | Значение коэффициента К в микроКюри/л | |||
Счетчик МСТ-17 | Счетчик Т-25-БФЛ | |||
Диаметр подложки | Диаметр подложки | |||
18 мм | 40 мм | 18 мм | 40 мм | |
10 | 0,0025 | - | 0,0015 | - ' |
15 | 0,0045 | 0,007 | 0,002 | 0,003 |
20 | 0,007 | 0,009 | 0,003 | 0,0045 |
30 | 0,012 | 0,013 | 0,007 | 0,009 |
Б. Метод толстого слоя. При возрасте осколков деления до 1 года и расстоянии от подложки (
диаметром 26 мм) до окошка счетчика МСТ-17,равном 100мм, удельная бета-активность фуража и
сырых животных продуктов рассчитывается по формуле:
А = 0,015 *No микро Кюри/кг,
где No - скорость счета пробы (без фона) в имп/мин.
При использовании подложен диаметром 40 мм и высотой 10-12 мм, расположенных на расстоянии 20мм от окошка счетчика МСТ-17,удельная радиоактивность пробы рассчитывается по формуле: А = 0,027 * No'микро Нюри/нг.
Удельную бета-активность сена, травы целесообразно определять в пластмассовых шли алюминиевых баночках из-под диафильмов (диаметром 35мм и высотой 35мм-пластмассовые, и
Радиобиология. Лабораторная работа №
диаметром 34мм и высотой
35мм - алюминиевые). Указанные баночки заполняют пробой сена, помещают их в вертикальный
свинцовый домин и радиометрируют. Расстояния от верхнего слоя сена до окошка счетчика должно
быть 15мм. В этом случае удельная бета-активность проб рассчитывается по формуле:
А= 0,007 * No микро Кюри/кг - для счетчика Т-25-БФЛ.
Для счетчика типа МСТ-17 активность пробы сена (баночка высотой и диаметром 35мм), расположенной на расстоянии 15мм от окошка счетчика, определяется по формуле: А= 0,012 * No микро Кюри/нг
