Неразрушающий контроль В пяти книгах (стр. 30 )

Для количественной оценка действия радиационного облучения используют следующие понятия и единицы:

1) единица активности ожин беккерель (Бк), равная, одному ядерному превращению в секунду. Внесистемной единицей является кюри (Ки): 1 Ки — 3,7•1010 Бк;

2) экспозиционная доза X равна отношению полного заряда Q ионов одного знака, образовавшихся в сухом атмосферном воздухе, под действием рентгеновского'или гамма-облучения, к массе воздуха m: X = Q/m. Системная единица — кулон на килограмм (Кл/кг), внесистемная — рентген (1 Р — 2,58•10-4 Кл/кг);

3) поглощенная доза Д — это, отношение средней энергии E, переданной излучением веществу, к массе вещества m: Д = Е/m. Единицей являются грей (Гр): 1 Гр = 1 Дж/кг или рад: 1рад = 0,01 Гр;

4) эквивалентная доза H — это поглощенная доза, умноженная; на средний коэффициент качества излучения Q: Н = ДQ. Коэффициент Q определяет в относительных единицах неблагоприятные биологические последствия данного вида облучения. Для электромагнитного (рентгеновского, гамма-), электронного (бета-) и позитронного излучения Q = l. Для нейтронного Q = 3... 10, для протонного и альфа — Q = 10...20. Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв): 1 Зв = 1 Дж/кг. Применяют также бэр: 1 бэр = 0,01 Зв.

При однократном облучении, когда суммарная поглощенная доза меньше 0,25 Гр, видимых нарушений в организме нет, при 0,25...0,5 Гр возможны изменения в крови. Далее фиксируют нарушение и потерю трудноспособности, возможность смертельного исхода и при 6 Гр наступает 100%-ный смертельный исход. Для обслуживающего персонала «Нормами радиационной безопасности НРБ - 76/87» установлена предельно допустимая доза за год в 5 бэр по влиянию на органы первой группы и 30 бэр — второй группы. При длительном действии облучения происходит одновременное поражение и лечение органов, поэтому мощное единовременное действие опаснее для организма.

Основные средства защиты от облучения (ГОСТ 12.4.120 - 83 и «Основные санитарные правила ОСП 72/87») — это увеличение расстояния между персоналом и источником, сокращение времени облучения, экранирование источника. Средства индивидуальной защиты предохраняют от радиоактивных загрязнений кожу и дыхательные пути. Для этого применяют спецодежду, резиновые рукавицы, респираторы. Для оценки радиационной опасности и поглощенной дозы применяют дозиметры. Стационарные приборы ставят в помещениях, индивидуальными снабжают работающий персонал.

Капиллярный контроль. При этом виде контроля опасность для персонала возникает в результате токсического действия некоторых дефектоскопических материалов, а при контроле люминесцентным методом — также действия ультрафиолетового (УФ) облучения. Отмечены изменения нервной системы (головные боли, головокружения), сердечно-сосудистой системы (повышенное и пониженное давление), печени у контролеров, наносящих на поверхность дефектоскопические материалы типа ЛЮМ-А, краски типа Д и М (гл. 9), содержащие бензол и дитолилметан. Средства борьбы с влиянием токсичных веществ отмечены в § 8.1.

Ультрафиолетовое излучение — это электромагнитное излучение длиной волны 200...400 нм. Это излучение содежится в солнечном свете и определенная его доза необходима для организма. Повышенные дозы приводят к пигментации кожи — загару, а большие дозы облучения — к покраснению кожи (эритеме), поражению глаз.

Количественно УФ-излучение для биологических целей определяют через эритемный поток. Единица его 1 эр соответствует потоку излучения длиной волны 297 нм и мощностью 1 Вт. Эритем-ную облученность определяют как поток в 1 эр, равномерно распределенный на площади в 1 м2: 1 эр/м2. Эритемную дозу определяют через такую облученность, действующую в течение 1ч, — 1 эр•ч/м2.

Для нормального функционирования организма необходима эритемная доза порядка 30 эр•ч/м2. Максимальная (мэр) допустимая доза эритемного облучения при использовании специализированных ртутных ламп в черных колбах — 160 мэр•ч/м2, а максимально допустимая эритемная облученность — 100 мэр/м2. Произведение облученности на время его действия в часах не должно превосходить максимальной дозы. Для неспециализированных ламп с приставками и светофильтрами допускают максимальную дозу 560 мэр•ч/м2. Для защиты от чрезмерного облучения применяют очки из материалов, не пропускающих УФ-излучение, экраны, фартуки, рукавицы, маски.

Контроль течеисканием. В капиллярном варианте этого метода также применяют пенетранты и люминесценцию (см. гл. 9). Вредное действие этих факторов и средства защиты от них такие же, как изложенные в предыдущем пункте.

Большинство методов течеискания основано на использовании газообразных пробных веществ и воды. В этих случаях основными источниками опасности являются повышенные давления (при опрессовке), использование баллонов со сжиженным газом, использование механических насосов с вращающимися частями, использование газов типа фреонов. Правила ТБ в этом случае отмечены в §8.1.

Электрические методы контроля. Воздействие электрического тока на организм человека при электрических методах контроля аналогично тому, которое было рассмотрено в § 8.1 (см. «Электробезопасность»). Здесь отметим действие постоянного или низкочастотного электрического поля. Оно вызывает функциональные нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, а также изменения в составе крови. Действие низкочастотного (50 Гц) электрического поля проявляется при его напряженности более 5 кВ/м. ГОСТ 12.1.002 - 75 установлены предельные времена пребывания человека в электрическом поле, например в поле напряженностью не более 10 кВ/м — не более 180 мин в сутки, а 25 кВ/м — 5 мин в сутки. Средства защиты от действия поля — это размещение персонала вне зоны поля, ограничение пребывания в поле, применение металлических экранов с заземлением.

Магнитные и вихретоковые методы контроля. Биологическое действие ЭМ-поля связывают с его тепловым и нетермическим эффектами. Тепловое действие возникает в результате возбуждения вихревых токов в биологических тканях. Оно проявляется в виде повышения температуры в отдельных участках тела, где достигается большая энергия поля. Нетермический эффект проявляется в действии на нервную, сердечно-сосудистую, эндокринную (т. е. вырабатывающую гормоны), пищеварительную системы. Проявления такого действия те же, что и при действии электрического поля.

Основные средства защиты персонала от действия ЭМ-поля — это уменьшение напряженности поля в месте пребывания, сокращение длительности действия. ГОСТ 12.1.002 - 75 устанавливает допустимые значения действующих на персонал электрической и магнитной составляющих ЭМ-поля по напряженности E и H и по энергетической нагрузке Е2t и Н2t, где t — время действия. Для частот 0,06...3 МГц установлены значения напряженности полей на рабочем месте E=50 В/м, Н = 5 А/м. Предельно допустимые значения полей по напряженности E = 500 В/м, H = 50 А/м, по энергетик ческой нагрузке Е2t = 20 000 В2•ч/м2, Н2t = 200 А2•ч/м2.

Для уменьшения действующей величины поля применяют постоянные или переносные экраны из материалов с высокой удельной электропроводностью: медь, алюминий и их сплавы. Средством индивидуальной защиты служит защитная одежда из металлизированной ткани. Оценка значений напряженностей ЭМ-полей возбуждаемых при неразрушающем контроле (задача 8.1), показывает, что они, как правило, значительно меньше установленных пределов даже без применения экранов и других защитных средства

Радиоволновой метод контроля. Возбуждаемое при контроле Этим методом ЭМ-поле соответствует сверхвысоким частотам (СВЧ), оно имеет диапазон 3•108...3•1011 Гц, что составляет существенное отличие от частот ЭМ-полей, рассмотренных ранее. Поле отличается высокой направленностью при распространении, поэтому в данном методе говорят об ЭМ-излучении.

Электромагнитное излучение частотой выше 3•108 Гц неглубоко проникает в биологические ткани человека (на 5...20 мм) и оказывает, в основном, термическое действие на кожу и подкожные слои. Опасно действие этого излучения для глаз: происходит помутнение хрусталика.

Допустимые уровни облучения ГОСТ 12.1.002 - 75 нормирует по интенсивности излучения, т. е. плотности потока мощности. Действие излучения интенсивностью 0,1 Вт/м2 допускается в течение всего рабочего дня, 1 Вт/м2 — в течение 2 ч за рабочий день, а 10 Вт/м2 — только кратковременно (20 мин) при наличии защитных очков. Действие излучения большей интенсивности не допускается.

Хорошо защищают от СВЧ-излучения экраны из токопроводящих металлов в форме листов, сетки с ячейкой не более 1 мм. Применяют такие поглощающие экраны из резины с повышенным содержанием сажи, волокнистых материалов, пропитанных графитом, и т. д. Это позволяет устранить действие многократно отраженного излучения. Наилучшие результаты получают при нанесении на металлический экран поглощающего материала сребристой многократно отражающей поверхностью. Для индивидуальной защиты применяют очки, армированные металлической сеткой и имеющие поглощающие покрытия. Применяют халаты, фартуки, капюшоны из радиоткани, которая содержит переплетенные металлические нити. Радиоволновые средства НК имеют маломощные источники, поэтому, как правило, бывает достаточным направить максимум ЭМ СВЧ-излучения в сторону от обслуживающего персонала, а при необходимости — применить экраны.

Оптические методы контроля. Опасность для человека представляет лазерное излучение, применяемое при контроле некоторыми оптическими методами. Лазерное излучение применяют также в некоторых других методах НК, например при лазерном возбуждении ультразвука.

Биологическое действие лазерного излучения проявляется прежде всего как термическое. Оно имеет сходство с обычным ожогом, но (при мощном импульсном излучении) отличается от него резким повышением давления, возникновением ударной волны, вызывающей механическое повреждение тканей. Особенность лазерного ожога — резкая ограниченность пораженной области. Лазерное излучение сильно поражает глаза. Оно вызывает ожог сетчатки, слизистой оболочки, разрушение белка роговой оболочки глаза. Это приводит к временной потере зрения и к слепоте. Вредное действие оказывает как прямое, так и рассеянное излучение.