Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене (стр. 14 )

Гигиеническая оценка радиоактивного загрязнения объектов  производится по уровню предельного годового поступления определенных радиоактивных изотопов с вдыхаемым воздухом, питьевой водой и пищей (ПГП) - показателю внутреннего облучения человека инкорпорированными радионуклидами (табл.19). При поступлении радионуклидов через органы дыхания изотопы подразделяют на 3 класса в зависимости от длительности эффективного периода: класс М (медленный) – при Тэфф > 100 суток; П (промежуточный) – при Тэфф = 10-100 сут. и Б (быстрый) при Тэфф 10 сут.

Таблица 19. Пределы годового поступления некоторых радионуклидов с воздухом, водой и пищей для населения (НРБ-99)

Изотоп, (класс)	Т1/2	ПГП с воздухом	ПГП с водой и пищей
Бк/год	Бк/м3	Бк/год	Бк/кг
131I (Б)	8 сут.	1,3. 105	1,8.101	4,5.104	5,7.101
24Na (Б)	15 ч.	3,3.106	4,6.102	2,3.106	2,9.103
32P (Б)	14,3 сут.	1,3.106	1,7.102	4,2.105	5,2.102
60Co (П)	5,27 г.	1,0.105	1,4.101	2,9.105	3,7.102
90Sr (Б)	29,1 г.	4,2.104	5,7	3,6.104	4,5.101
137Cs (Б)	30 лет	2,1.105	2,9.101	7,7.104	9,6.101
226Ra (П)	1600 лет	6,3.101	8,6.10-3	3,6.103	4,5
232Th (П)	1,4.1010 л.	2,4.101	3,3.10-3	4,3.103	5,4
238U (Б)	4,5.109 л.	2,0.103	2,8.10-1	6,0.102	7,3.10-1

Эффективный период – это период снижения активности изотопа в 2 раза за счет распада и выведения из организма:

Тэфф. = ( Т1/2 распада ·  Т1/2 выведения) / (Т1/2 распада +  Т1/2 выведения),

где Т1/2 распада – период полураспада изотопа, Т1/2 выведения – период полувыведения изотопа из организма (для некоторых изотопов значительно зависит от возраста, например, Т1/2выведения Сs-137 = 9 дней (дети до 1 года) и 90 дней (пожилые 70 лет)). Чем выше эффективный период изотопа, тем больше его радиотоксичность (табл. 20).

Таблица 20. Эффективный период некоторых изотопов

Тэфф	Радиоактивный изотоп
Часы	24Na, 64Cu
Дни	131I, 32P, 35S
Десятки лет	226Ra, 90Sr

Принципы радиометрии. Определение радиоактивности объектов среды называется радиометрией, методы которой основаны на способности ИИ вызывать ионизацию молекул среды (ионизационный метод) или некоторых химических веществ (люминофоров) преобразовывать энергию ИИ в световую (люминесцентный метод).

При работе с радиометром учитывают, что число импульсов, регистрируемых счетчиков в единицу времени несколько меньше числа истинных распадов, т. к. часть частиц и квантов не попадает в счетчик из-за хаотического характера распадов атомов и направления их движения, а также ввиду возможности одновременного попадания в счетчик двух и более частиц или квантов, которые вызовут один импульс тока. Газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера в ионизационном методе служит детектором ИИ (рис. 14).

Рис. 14. Схема счетчика Гейгера-Мюллера

Счетчик Гейгера-Льюиса представляет собой стеклянную или металлическую трубку, заполненную инертным газом с примесью паров спирта, в которую впаян анод в виде нити, а его стенка – катод (напряжение на электродах 800-2000 вольт). Образовавшиеся при ионизации газа ионы приобретают огромную кинетическую энергию и, устремляясь к противоположно заряженным электродам, производят вторичную ионизацию молекул газа. Одна частица или квант излучения вызывают полную мгновенную ионизацию газа в газоразрядной трубке, а декатронные или электронные счетчики радиометра фиксируют количество возникающих импульсов тока за секунду или минуту.

Сцинтилляционный детектор представляет собой цилиндр, внутренняя поверхность которого покрыта органическим (антрацен, стильбен, нафталин), либо неорганическим (ZnS, NaI, BaF3) веществом, испускающим фотоны света под действием радиации. Вспышки света регистрируются фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) в виде импульсов тока.

Лабораторная работа

«Определение и гигиеническая оценка радиоактивного загрязнения объектов среды»

Задания студенту:

Ознакомиться с методами радиометрии воды и пищевых продуктов. Ознакомиться с методиками радиометрии на радиометре системы Б и радиометре-дозиметре ДРГБ-04. Получив препараты с сухим остатком воды и золой хлеба, записать в протокол паспортные данные этих проб. Произвести радиометрию препаратов и рассчитать удельную радиоактивность проб воды и хлеба в Бк/кг. Составить заключение о пригодности воды и хлеба.

Методика работы:

1. Радиометрия радиометром системы «Б»

с газоразрядным счетчиком

Подготовка прибора к работе:

Включить прибор в электрическую сеть. Нажать кнопку «Сеть» или «Пуск» на 10-15 мин, чтобы прибор прогрелся. Переключатель знака входного сигнала поставить в положение «+» (на Б-3) или ⎤__⎡ (на Б-4) и нажать «1:1».

Нажать клавишу «Сброс», на декатронах установится «0». Нажать клавишу «Проверка» или «50 Гц» одновременно с пуском секундомера, через 1 мин. нажать «Стоп». На декатронах должно быть 3000±100 имп/мин. Нажать клавишу «Сброс». На радиометре Б-4 поставить переключатель в положение «~». Прибор к работе готов.

Определение скорости счета от фона (Nф)

Нажать кнопку «Пуск» с одновременным включением секундомера. Через 1 минуту нажать «Стоп», записать показания декатронов, равные Nф  в имп/мин; нажать «Сброс».

Определение эффективности счета прибора по эталону:

Эффективность счета (ЭС)– показатель того, сколько процентов от истинного числа распадов, произошедших в препарате («мишени») за определенное время, радиометр регистрирует в виде импульсов тока.

Установить эталон на подставку под газоразрядным счетчиком. Нажать кнопку «Пуск», а через минуту «Стоп»; записать показания декатронов (Nэт) в имп/мин. Рассчитать ЭС = [(Nэт – Nф) / Аэт] × 100, где Аэт – указанная на эталоне истинная радиоактивность в распадах в минуту.

Определение абсолютной активности препаратов (Апр)

Для определения активности препаратов, приготовленных из воды (сухого остатка) или хлеба (золы), на подставку газоразрядного счетчика надо установить соответствующий препарат и определить число импульсов за 1 минуту (Nпр). Используя показатель ЭС (%), произвести расчет истинной активности каждого из препаратов в расп/мин:

Апр = [(Nпр – Nф) / ЭС] × 100.

Сообразуясь с условиями задачи, нужно рассчитать удельную радиоактивность воды в Бк/л, а пищевых продуктов – в Бк/кг.

2. Радиометрия электронным дозиметром-радиометром «ДРГБ-04»

Установка работы радиометра

Установить переключатель прибора в крайнее правое положение, нажать кнопку звукового сигнализатора. После появления на дисплее индекса В переждать 3 цикла изменения показателя времени от 1 до 0.

Определение скорости счета от фона (Nф)

Снять предохранитель с задней стенки прибора и, держа прибор на расстоянии нескольких см от стола, измерить радиоактивность фона помещения. Для этого нажать 2 раза кнопку выбора режима работы до появления на дисплее буквы А и индикации количества зарегистрированных импульсов за 1 сек. Продолжать измерения в течение 30 секунд. При повторном кратковременном нажатии кнопки выбора режима процесс останавливается и на дисплее появляется средняя скорость счета в имп/сек от фона. Запишите в протокол Nф.

Определение эффективности счета прибора (ЭС) по эталону

Поместить на подставку прибора эталон с известной радиоактивностью, измерить показания прибора описанным выше способом и записать Nэт, а затем рассчитать эффективность счета прибора в %:

ЭС = [(Nэт– Nф)/Аэт] × 100.

Определение абсолютной активности  препаратов (Апр)

Определить активность в Бк (имп/сек) препаратов, приготовленных из воды и из хлеба и рассчитать их радиоактивность

Апр =  [(Nпр – Nф) / ЭС] × 100

и удельную активность воды в Бк/л и хлеба в Бк/кг (см. условия задачи).

Заключение о допустимости загрязнения воды данным радионуклидом для использования ее в питьевых целях населением дается путем сравнения удельной активности воды в Бк/л (1 л воды имеет массу 1 кг) и ПГП в Бк/кг для того радионуклида, который содержался в пробе воды (табл. 19). Для того, чтобы сделать заключение о качестве хлеба, достаточно сравнить удельную радиоактивность хлеба в пробе (Бк/кг) с ПГП для изотопа, присутствующего в хлебе.

Пример оценки радиоактивного загрязнения воды и пищи

Задача. Через год после аварии ядерного реактора в г. Ч. на головных сооружениях водопровода из реки Д. взята проба воды (2 л), после выпаривания которой из сухого остатка приготовлен препарат для радиометрии. С поля, расположенного в 600 км к юго-востоку от г. Ч. убран урожай пшеницы, часть которой поступила для выпечки хлеба в г. К. Из пробной партии хлеба взято для исследования 500 г (по 100 г из 5 разных буханок хлеба). После прокаливания этой порции хлеба в муфельной печи из золы приготовлен препарат для радиометрии. Известно, что из долгоживущих радиоактивных изотопов к моменту отбора проб воды и пшеницы остался в основном Sr-90. Для определения пригодности использования воды реки Д. для питья и хлеба собранного урожая для питания населения проведено радиометрическое исследование.